[實用新型]一種溫度自動補償型光學電壓測量裝置

有效

• 申請號: 201520340178.0
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN204595061U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 李振華;陳錦地;黃悅華;程江洲;陳晨;黎蓉
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

技術領域

本實用新型一種溫度自動補償型光學電壓測量裝置，能在電壓實時測量中，自動消除溫度變化等因素的影響，使得測量結果更加準確。

背景技術

隨著電力傳輸系統容量的增加和電網運行電壓等級的提高，傳統的電磁式電壓互感器因其自身傳感機制所限而呈現出種種難以克服的問題。目前，在電網中大量投入使用的電壓互感器大多數是傳統的電磁式電壓互感器（PT）和電容式電壓互感器（CVT）。傳統的電壓互感器一般存在體積大、重量重、絕緣困難、易鐵磁諧振等缺點。隨著智能電網的推進，電網設備正朝著輕型化、高精度化、智能化方向發展，目前使用的傳統電壓互感器已難以滿足電網發展要求。與傳統電壓互感器相比，光學電壓互感器具有頻帶寬、動態范圍大、安全性高、絕緣性能好等一系列優點，近年來得到了較為廣泛的關注。目前常用的光學電壓互感器主要基于Pockels效應。理想情況下，基于Pockels的光學電壓互感器可實現對一次電壓的精確復現，但研究表明在實際應用中由于傳感材料易受環境溫度變化的影響，導致光學電壓互感器的測量精度降低，減緩了其實用化的進程。

針對光學電壓互感器的溫度漂移問題，目前，有些研究人員提出了采用比較式測量的方式，即利用校正傳感器對測量傳感器的輸出進行校正，提高測量準確度。但是校正傳感器同樣存在溫漂問題，也會受到環境溫度變化的影響，無法有效解決溫漂問題。本裝置通過高頻采集裝置采集校準電壓值，通過計算任意時刻系統靈敏度K和初始誤差b，由于這兩個參數是隨著溫度變化而變化的，而????????????????????????????????????????????????，當某一時刻的系統靈敏度K和初始誤差b得到了確定，就可以根據上述公式測量出母線電壓。本裝置的結構實現了高低壓側的完全隔離，安全性較高。

發明內容

針對目前光學電壓測量裝置在實際應用中存在的易受溫度影響的問題，本實用新型提出了一種溫度自動補償型光學電壓測量裝置。由于采用了一個和高壓側完全相同的校正單元，在測量高壓側的同時也測量基準電壓源，將測量的兩組電壓數據送入數據終端處理，可以測量任意時刻系統靈敏度K和初始誤差b，由于這兩個參數是隨著溫度變化而變化的，當計算出任意時刻的系統靈敏度和初始誤差的大小，通過此刻測量的電壓，就能測算出任意時刻的母線電壓大小，徹底消除溫度對于光學探頭的影響，實現了整體自愈，同時該裝置還具有一切光學電壓測量裝置所具有的優點，例如動態范圍大、安全性能高、可輸出數字信號等。

本實用新型的技術方案如下：

一種溫度自動補償型光學電壓測量裝置，包括光源、金屬屏蔽裝置，金屬屏蔽裝置內部填充有SF₆絕緣氣體，金屬屏蔽裝置內設有位于其高壓測量側的第一光學探頭、位于其自動校正側的第二光學探頭，光源通過兩根光纖分別連接第一光學探頭、第二光學探頭，高壓母線、基準電壓源分別通過第一金屬桿、第二金屬桿在金屬屏蔽裝置形成穩定的電場，同時金屬屏蔽裝置屏蔽外側電壓線路對于測量線路的電磁干擾，使測量結果更加準確。第一光學探頭、第二光學探頭連接光電轉化與處理裝置，基準電壓源連接高頻精密采集裝置，所述光電轉化與處理裝置、高頻精密采集裝置連接終端數據處理裝置。

所述金屬屏蔽裝置左半部分內設有均壓球，均壓球通過第一金屬桿連接高壓母線L0，在金屬屏蔽裝置的左半部分形成穩定的電場，電場作用于第一光學探頭，使線偏振光發生雙折射，第一光學探頭通過第一光纖連接光電轉化與處理裝置。

所述基準電壓源通過第二金屬桿作用于金屬屏蔽裝置內的第二光學探頭，第二金屬桿端部位于金屬屏蔽裝置內，在金屬屏蔽裝置的右半部分形成穩定的電場，第二光學探頭通過第二光纖連接光電轉化與處理裝置，在電場作用下，第二光學探頭里的線偏振光發生雙折射，通過第二光纖傳送到光電轉化與處理裝置。

所述金屬屏蔽裝置隔離成高電壓感應單元、自動校準單元，高電壓感應單元、自動校準單元并行排列連接，其連接處設有氣孔。

所述光電轉化與處理裝置、高頻精密采集裝置連接數據總線，數據總線通過USB線連接終端數據處理裝置。

所述光電轉化與處理裝置、高頻精密采集裝置均處于金屬屏蔽裝置內。

所述基準電壓源為220V工頻電壓源。

所述第一金屬桿、第二金屬桿均為鐵桿。

所述終端數據處理裝置為工控機或者筆記本電腦。

本實用新型一種溫度自動補償型光學電壓測量裝置，技術效果如下：