本文主要介绍了基于频分复用（FDM）的相位敏感光时域反射（Φ-OTDR）系统在局部放电检测中的应用。以下是详细总结：

研究背景与意义：

高压电力设备安全：高压电力设备的安全稳定运行对电能生产、传输与消费的整体可靠性具有关键影响，设备绝缘状态是保障电网安全的核心环节。

局部放电的危害：电缆制造、运输、安装及运行过程中可能引入绝缘缺陷，诱发局部放电，持续劣化绝缘结构，最终导致击穿和绝缘失效，严重威胁电力系统安全。

局部放电检测的重要性：局部放电活动的检测成为评估电力电缆绝缘状态的重要方向，声波检测技术因其非侵入特性与故障定位潜力而受到广泛关注。

现有技术局限性：

传统Φ-OTDR系统限制：传统单脉冲调制Φ-OTDR系统中，每个探测周期仅允许一个脉冲在整段光纤中传播并返回瑞利散射信号，光纤长度制约了脉冲重复频率，限制了系统可检测的声波频率范围。

高频局放信号检测难题：实际局部放电所产生的声信号频谱宽泛，尤其在长距离电缆监测场景中，系统频率响应能力不足的问题更为突出。

提出的新系统：

基于频分复用的Φ-OTDR系统：为解决高频局部放电声波信号响应受限的问题，提出一种基于频分复用（FDM）的相位敏感光时域反射（Φ-OTDR）系统。

系统工作原理：采用电光调制器生成多频探测脉冲，结合正交解调技术对各通道拍频信号分别解调，并按脉冲时序组合相位信息，实现声波信号的准确重构。

系统结构与工作原理：

光路结构：激光器产生单频连续光，经过光耦合器分为探测光和本振光，电光调制器将探测光调制成多频脉冲光，通过声光调制器和掺铒光纤放大器后注入光纤，返回的瑞利背向散射信号与本振光进行拍频。

调制与解调原理：每个探测周期内依次注入多个频率各异的探测脉冲，利用正交解调技术分离各通道信息，提取同相与正交分量，解调出声波信号的幅值与相位信息。

实验结果与分析：

高频声波信号检测实验：在11.6 km传感光纤上，6通道频分复用系统实现了24 kHz的频率响应，等效采样率提升至传统系统的6倍，成功恢复了4.8 kHz正弦声波信号，并验证了系统对高频声波信号的良好频率响应平坦性。

高压设备系统结构与高频局部放电信号检测实验：在高压屏蔽室内，系统成功捕捉到频率约为20 kHz的局部放电信号，验证了系统在实际高频局部放电检测中的适用性。

结论与展望：

研究成果：提出的频分复用Φ-OTDR系统有效突破了传感距离与可检测频率之间的制约关系，为长距离高频声波信号检测提供了一种有效技术路径。

未来展望：系统为解决长距离高频声波信号检测问题提供了新的解决方案，未来可进一步优化系统性能，拓展其在更多领域的应用。