大型充油设备是新型电力系统中的关键设备之一。大型充油设备在制造、运输和运行过程中不可避免产生各种绝缘缺陷，这些缺陷在设备内部复杂多物理场的作用下逐渐劣化，引发击穿形成贯穿性电弧。高能电弧放电会在设备上产生一个波形复杂的高幅值瞬态压力。当设备油箱某处承受的压力超过其机械耐受强度时发生开裂，高温油气混合物喷出燃烧导致起火爆炸，严重威胁电力系统的安全。但是，电弧放电过程中产生的强烈的电磁干扰信号给压力监测带来困难，并且传统的压力监测装置由于对设备绝缘存在威胁，在大型充油设备上的安装困难。因此，亟需提出一种适用于复杂运行场景、绝缘友好型的压力监测方法。

齐波教授课题组针对大型充油设备电弧放电过程中的压力监测难点，采用基于光纤光栅的压力感知原理，深入分析了感知结构、增敏材料、封装结构对传感器性能参数的影响规律，攻克了增敏结构与变压器油相容性的难题，提出了双光栅垂直布置的温度补偿方法，研制出了一种用于大型充油设备内部压力监测的灵敏度高、频带宽、响应快、动态范围广的光纤光栅压力传感器，传感器灵敏度相较裸光纤提高18倍，达到9.36×10-3 /MPa，是现有金属压力传感器灵敏度的10倍。本研究成果提升了大型充油设备电弧放电过程中的压力监测能力，可实现设备内部压力的直接监测，为新型电力系统下充油设备状态参量的监测提供了关键技术支撑。

图一压力传感器结构                                图二 传感器温度补偿结果

2024年5月，该研究工作的成果“Metal-free Optical Pressure Sensor with High Sensitivity and Extensive Range”发表在SCI期刊CSEE Journal of Power and Energy Systems上，新能源电力系统全国重点实验室是论文唯一通讯单位。该研究工作得到了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金等项目资助。

Reference： M. Ji, M. Huang, H. Lyu, S. Shi, B. Qi and C. Li, "Metal-Free Optical Pressure Sensor with High Sensitivity and Extensive Range," in CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 10, no. 3, pp. 1291-1300, May 2024, doi: 10.17775/CSEEJPES.2022.06240.

初审：李美琪

复审：张洪

审核：彭跃辉