[發明專利]基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器及分布式布網結構

有效

• 申請號: 201310036211.6
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103091529A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 武帥;賀勝男;李丹丹;史磊磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/00
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，包括位于高壓側的光學電壓傳感探頭、位于低壓側的寬帶光源、光譜解調單元、信號處理單元以及連接以上各組件的光纖，其特征在于：光學電壓傳感探頭包括壓電材料、準直透鏡、光纖尾纖，壓電材料為長方體結構，沿縱向的兩個端面鍍有電極，分別連接高壓端子和接地端子，沿橫向的中央位置打有圓柱形通孔，準直透鏡一端鍍有反射膜，另外一端用光學膠與光纖尾纖粘接在一起，在真空環境下，兩個準直透鏡插入壓電材料的通孔內，使鍍有反射膜的兩個端面相向并在之間保留間隙形成一個F-P腔，F-P腔兩側的光纖伸出絕緣結構外，分別與低壓側的寬帶光源及光譜解調單元相連。

2.如權利要求1所述的一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，其特征在于：所述準直透鏡鍍有反射膜的兩個端面之間保留10至60微米長度的間隙。

3.如權利要求1所述的一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，其特征在于：整個光學法布里-珀羅腔被封裝在由環氧樹脂壓鑄成的絕緣結構內。

4.如權利要求1所述的一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，其特征在于：所述寬帶光源發出的光通過光學法布里-珀羅腔時，只有滿足光學法布里-珀羅腔諧振條件的光波長才能透射，諧振條件表示為：

mλ=2L

其中，λ是由F-P腔透射的光波長；m是一個任意的整數；L是光學法布里-珀羅腔的腔長，在高電壓作用下，壓電材料產生伸縮，導致L的變化，根據光學法布里-珀羅腔諧振條件，λ將發生相應的漂移，漂移量與加在壓電材料兩端的一次電壓成正比。

5.如權利要求1至4任一項所述的一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，其特征在于：所述光譜解調單元由光譜儀或可調諧濾波器加光電探測器構成。

6.如權利要求1至4任一項所述的一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，其特征在于：所述信號處理單元包括模數轉換器和數字信號處理模塊，模數轉換器將光譜解調單元送來的模擬電壓信號轉換成數字量后送入數字信號處理模塊，所述數字信號處理模塊對數字量信號進行濾波處理后，形成最終的數字信號輸出。

7.如權利要求1所述的一種基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器，其特征在于：所述壓電材料的通孔兩端帶有開口朝外的錐形杯口，在錐形杯口處點光學膠將準直透鏡與壓電材料固定。

8.一種采用如權利要求1至7任一項所述的基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器的分布式布網結構，其特征在于：所述寬帶光源用一個分束器分成多路，每一路對應一個測量節點的光學電壓互感器探頭，多路光學電壓互感器探頭最終通過一個波分復用器合成一路輸入到光譜解調單元，將每一路的波長信號解調出來，再由信號處理單元轉換成數字信號輸出。

9.一種采用如權利要求8所述的采用基于光學法布里-珀羅腔的電壓互感器的分布式布網結構，其特征在于：通過設定各路法布里-珀羅腔的腔長，給每一路分配一個波長帶寬的通道，當電壓改變時，光學電壓互感器探頭輸出的波長隨之在各自的通道帶寬內漂移。