Pockels效應電光傳感機理建模與實驗研究.pdf

1、隨著人們對電力需求量不斷增大，我國的電網(wǎng)向著智能化，大容量，數(shù)字化，高電壓的方向不斷發(fā)展，在這樣的背景下，傳統(tǒng)電磁式電壓互感器的缺點越來越凸顯出來，越來越難以滿足現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展要求。光學電壓互感器(OTV)由于其獨特的傳感機理，使其擁有絕緣性好、安全、動態(tài)范圍大、頻帶寬、體積小、重量等優(yōu)點。這些優(yōu)點贏得了人們的關注，多國的科研人員在光學電壓互感器投入了大量的金錢和時間。但目前的光學電壓互感器仍然存在一些有待解決的問題。主要表現(xiàn)為在運

2、行時測量結果會隨溫度的變化產(chǎn)生溫度漂移這方面。因此有必要對光學電壓互感器的傳感機理進行研究。
　　本文首先對基于Pockels效應的光學電壓互感器進行了研究，根據(jù)互感器中的電光晶體的數(shù)學模型得到了分布參數(shù)模型，并根據(jù)互感器各個部分的數(shù)學模型，得到了光學電壓互感器的系統(tǒng)方框圖。
　　在有限元分析軟件COMSOL中，根據(jù)數(shù)學模型，對電光晶體進行了建模，建立了宏觀和微觀模型。在宏觀模型中，得到了晶體的電場分布;在微觀模型中，對Po

3、ckels效應進行了建模仿真，得到了對晶體未施加電壓和施加電壓時，光波在晶體中的偏振態(tài)分布，并對偏振態(tài)的演化進行了理論分析，驗證了分布參數(shù)的有效性，同時得到了晶體微元中的電場分布。
　　以光學電壓互感器為例，在COMSOL中對光學電壓互感器進行了溫度場和熱應力多物理場建模仿真，應用了分布參數(shù)模型對光學電壓互感器進行了熱應力分析，得到了在單一熱源情況下，溫度對光學電壓互感器的影響。
　　在實驗中，將頻譜遷移理論應用到了光學直流