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随着国民经济的持续高速发展,各行业对电力的需求量不断增加,电力系统正在向大容量、超高压和智能化的方向发展。对电气设备进行连续的在线监测,可以及时掌握变压器设备内部绝缘状况并发现设备运行中的事故隐患,尽早地防止变压器潜伏性故障的发展。光声光谱技术是一种高灵敏度、高分辨率的检测技术,近年来成为电力系统变压器在线监测的首选技术方案。针对在光声光谱检测系统中,传统的电容式微音器频率响应与光声池不匹配、易受电磁干扰等缺点,本文重点研究了基于光纤声波传感的光声光谱微量气体分析系统。在对光纤法布里-珀罗（Fabry-Perot,F-P）声波传感器的相关理论研究的基础上,针对共振式光声检测系统,制作了悬臂梁结构的光纤F-P声波传感器。实验结果表明,在1400Hz的声波频率下,该传感器的灵敏度达到256.7mV/Pa,最低声波检测极限为8.5μPa/Hz1/2。针对非共振式光声检测系统对高灵敏度低频声波传感器的需求,利用聚一氯对二甲苯（Parylene-C）薄膜致密性好和杨氏模量小的特点,研究制备了 Parylene-C膜光纤F-P低频声波传感器,在30Hz的声波频率下,该传感器的灵敏度高达1044mV/Pa,最低声波检测极限为9.5μPa/Hz1/2。相比于传统光声光谱仪中的电容式微音器,光纤声波传感器具有尺寸小、灵敏度高、不受电磁干扰等优势。利用光纤声波传感器作为声波探测单元,建立了一阶纵向共振光声系统,主要包括分布反馈式半导体激光器、光纤放大器、共振式光声池、光纤F-P声波传感器和信号采集处理单元。通过优化系统结构和运行参数,该系统对于乙炔气体的检测极限灵敏度达到0.84ppb。根据电力系统在线监测应用时气样量小、响应快的要求,提出了一种半开腔式纵向共振光声池设计结构,在不增加共振管长度的情况下,有效地降低了共振频率,提高了系统响应速度,减少了进样气量,同时提高了光声信号的强度,对乙炔气体的测量实验结果表明,该系统最低检测下限达到0.81ppb。将Parylene-C膜光纤F-P低频声波传感器与基于红外热辐射光源和非共振式光声池的光声光谱分析系统结合,研制了多组分变压器油中溶解气体检测系统,对乙炔、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳和二氧化碳等六种气体检测极限灵敏度分别为0.11ppm,0.21ppm,0.13ppm,0.16ppm,0.14ppm和0.48ppm。将六种气体混合同时测量,测量平均误差不超过5%。该光声光谱气体检测系统使用光纤声波传感器作为光声信号探测单元,为光纤传感技术在电力系统中的推广应用奠定了理论和实验基础。