光學(xué)電壓傳感器研究.pdf

1、光學(xué)電壓傳感器克服了傳統(tǒng)電壓或電場傳感器的許多缺點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，光學(xué)電壓傳感器至今還沒有在電力電壓互感器中得到廣泛應(yīng)用，其穩(wěn)定性難以滿足要求是一個重要原因。本文在全面分析和總結(jié)光學(xué)電壓傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)條件，以提高光學(xué)電壓傳感器的穩(wěn)定性為目的，提出了一種新型結(jié)構(gòu)的傳感器——基于雙BGO晶體的線性電光效應(yīng)傳感器，重點(diǎn)分析了影響這種傳感器穩(wěn)定性的因素，并提出相應(yīng)的解決方法。為了考驗(yàn)傳感器在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下的性能

2、，對傳感器開展了準(zhǔn)確度試驗(yàn)、溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性試驗(yàn)。理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明：這種傳感器準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，有希望應(yīng)用于電力電壓互感器。
　　本文介紹了基于線性電光效應(yīng)的光學(xué)電壓傳感器的一般設(shè)計(jì)原則，包括如何選擇傳感晶體，光學(xué)器件如何組合。為了提高傳感晶體的靈敏度，應(yīng)該選擇合適的晶體材料和晶體形狀；為了提高整個傳感器的靈敏度，應(yīng)該合理的調(diào)整各光學(xué)器件之間的相對位置。
　　本文對廣泛研究的基于反射式結(jié)構(gòu)、橫向調(diào)制方式、雙光路

3、補(bǔ)償方法的傳感器的工作原理進(jìn)行了簡要分析，并對這種傳感器的局限性進(jìn)行了分析。
　　本文提出了一種新型的基于雙BGO晶體、橫向調(diào)制、反射式結(jié)構(gòu)的傳感器，分析了其工作原理，建立了數(shù)學(xué)模型，從理論上論證這種結(jié)構(gòu)的傳感器能夠消除干擾雙折射的影響，提高傳感器輸出的穩(wěn)定性。本文重點(diǎn)介紹了實(shí)際情況下影響這種傳感器工作穩(wěn)定性的因素，包括BGO晶體、準(zhǔn)直器、半波片、直角棱鏡等光學(xué)器件的影響，光波在晶體表面的反射影響，光波斜入射晶體的影響，光源以及電

4、子電路等影響，并針對各種影響因素，提出了相應(yīng)的解決方法。
　　研制的基于雙BGO晶體的傳感器系統(tǒng)輸出符合電子式電壓互感器的輸出要求，為此研制了一臺電子式電壓互感器的校驗(yàn)裝置。校驗(yàn)裝置在國家高電壓計(jì)量站通過了整體檢定，檢定結(jié)果表明該校驗(yàn)裝置能夠校驗(yàn)0.2及以下等級的電子式電壓互感器。
　　為了考察本文提出的傳感器在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下的性能，在實(shí)驗(yàn)室模擬傳感器的實(shí)際工作環(huán)境，對傳感器進(jìn)行了準(zhǔn)確度試驗(yàn)、溫度穩(wěn)定性試驗(yàn)和時間穩(wěn)定性試驗(yàn)。