基于地電位晶體補(bǔ)償?shù)沫h(huán)境不敏感性光學(xué)電壓傳感器研究.pdf

1、光學(xué)電壓互感器是用光作為信號(hào)載體，利用電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的測(cè)量。與傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器相比，光學(xué)電壓互感器在電壓動(dòng)態(tài)范圍、暫態(tài)特性、絕緣結(jié)構(gòu)、設(shè)備體積、抗電磁干擾等方面具有先天優(yōu)勢(shì)。但是在現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用中，溫度、氣壓等環(huán)境因素會(huì)影響光學(xué)電壓互感器的測(cè)量結(jié)果，使其測(cè)量準(zhǔn)確度隨環(huán)境因素變化，不能保證長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，阻礙了光學(xué)電壓互感器的實(shí)用化進(jìn)程。光學(xué)電壓互感器的核心部分是光學(xué)電壓傳感器，本文研究了提高光學(xué)電壓傳感器環(huán)境穩(wěn)定性的方

2、法，為進(jìn)一步改善高光學(xué)電壓互感器的環(huán)境穩(wěn)定性提供指導(dǎo)。
　　本文首先分析了光學(xué)電壓傳感器的基本原理，總結(jié)了目前采取的提高光學(xué)電壓傳感器穩(wěn)定性的常用方法，這些方法對(duì)光學(xué)電壓傳感器的穩(wěn)定性起到了一定的改善作用，但未能從光學(xué)電壓傳感器的機(jī)理上加以深入分析和論證。本文將光學(xué)電壓傳感器作為一個(gè)熱力學(xué)體系，理論分析了電場(chǎng)、溫度、應(yīng)力等對(duì)光學(xué)電壓傳感器傳感晶體光學(xué)性質(zhì)的影響機(jī)理，在ANSYS中仿真分析了環(huán)境溫度及氣壓變化時(shí)傳感晶體內(nèi)的應(yīng)力分布，

3、得到溫度變化及氣壓變化對(duì)光學(xué)電壓傳感器影響的定量結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新型的對(duì)環(huán)境不敏感的光學(xué)電壓傳感器結(jié)構(gòu)，分析了溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)對(duì)傳感晶體和地電位晶體光學(xué)性質(zhì)的影響，利用瓊斯矩陣分析論證了新型光學(xué)電壓傳感器對(duì)環(huán)境因素的不敏感機(jī)理。制作了光學(xué)電壓傳感器傳感器樣機(jī)，對(duì)傳感器進(jìn)行了線性度、溫度變化、氣壓變化等環(huán)境因素的影響實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于地電位晶體補(bǔ)償?shù)膫鞲薪Y(jié)構(gòu)能有效改善環(huán)境因素的影響，對(duì)于提高光學(xué)電壓互感器的穩(wěn)定性有積極意義