光學電壓傳感器研究.pdf

1、光學電壓傳感器克服了傳統(tǒng)電壓或電場傳感器的許多缺點，具有廣泛的應用前景。但是，光學電壓傳感器至今還沒有在電力電壓互感器中得到廣泛應用，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)光學電壓傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀基礎上，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)條件，以提高光學電壓傳感器的穩(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傳感器，重點分析了影響這種傳感器穩(wěn)定性的因素，并提出相應的解決方法。為了考驗傳感器在實際應用環(huán)境下的性能

2、，對傳感器開展了準確度試驗、溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性試驗。理論分析和試驗結(jié)果表明：這種傳感器準確度高，穩(wěn)定性好，有希望應用于電力電壓互感器。
　　本文介紹了基于線性電光效應的光學電壓傳感器的一般設計原則，包括如何選擇傳感晶體，光學器件如何組合。為了提高傳感晶體的靈敏度，應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，應該合理的調(diào)整各光學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、補償方法的傳感器的工作原理進行了簡要分析，并對這種傳感器的局限性進行了分析。
　　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。本文重點介紹了實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、準直器、半波片、直角棱鏡等光學器件的影響，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裝置。校驗裝置在國家高電壓計量站通過了整體檢定，檢定結(jié)果表明該校驗裝置能夠校驗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際應用環(huán)境下的性能，在實驗室模擬傳感器的實際工作環(huán)境，對傳感器進行了準確度試驗、溫度穩(wěn)定性試驗和時間穩(wěn)定性試驗。