高超飞，刘旭，王伟，于雷，商超

（1.华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室，新能源电力系统国家重点实验室，北京102206；2.国网辽宁省电力公司沈阳供电公司，辽宁沈阳110811）

对大型油浸式电力变压器绝缘进行状态监测、诊断和预测绝缘缺陷及发展，及时进行检修，是减少变压器运行故障，确保系统安全运行的重要措施[1-2]。而局部放电的在线监测是很重要的组成部分，其中基于EFPI（extrinsic fabry-perot interferometric）光纤检测局放信号的超声波法[3-6]是一种较新的检测方法，与传统的压电超声法在变压器油箱外壳上检测不同，此种光纤传感器可深入到变压器油箱内部进行超声波信号的检测[7-9]。针对油中光纤传感器接收的超声波信号特性所展开的研究目前还很少，特别是变压器内部结构复杂，不同位置产生的超声信号在变压器内部传播时，其波形、幅值均会不同程度的受到绝缘介质、绕组及铁芯等金属导体折反射的影响，展开这方面的研究，对光纤超声波传感器的实际运用和局部放电的诊断是非常重要的。

近年来，数值仿真逐渐运用于变压器局部放电超声信号传播研究[8-11]，主要的计算方法有有限元方法（finite element method，FEM）和时域有限差分法（finite-different time-domain，FDTD），其中FEM具有较高的精度，而且能够对各种复杂模型和复杂的边界条件进行处理，因此被广泛运用于数值仿真技术中。本文采用了有限元法对变压器中局放产生的超声信号进行了仿真分析，考虑了箱壁对超声信号的折反射，针对局放源和传感器的位置关系，仿真了超声信号在传播过程中的变化规律，对传感器接收到的超声时域信号和超声波声压空间分布进行了分析，为光纤EFPI传感器检测局放信号及故障定位奠定了基础[12-18]。……