[發(fā)明專利]一種基于摻錳石英光纖的全光纖電壓傳感裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810407489.2
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN109001517B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 陳振宜;王偉男;王廷云;陳娜;龐拂飛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發(fā)明涉及一種基于摻錳石英光纖的全光纖電壓傳感裝置，包括線偏振光源、法蘭、光纖跳線、摻錳石英光纖、正電極、負電極、直流高壓電源、電壓顯示儀。所述的線偏振光由線偏振光源產生；高壓直流電源可產生所需的超高壓，并可以提供量程內和精度內的任意電壓值；電壓顯示儀可精確顯示高壓直流電源所產生的高壓值。本發(fā)明具有操作簡單、成本低廉、安全可靠等特點，可以實現全光纖超高壓傳感，而且可實現作為核心部件的摻錳石英光纖能夠被批量化生產。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于摻錳石英光纖的全光纖電壓傳感裝置，屬于電力傳感技術領域。

背景技術

光纖電壓傳感器是近年發(fā)展起來的一種新型電壓測量設備。它利用晶體等傳感材料的特定物理效應來對電壓敏感，并利用光纖來完成信號的傳輸。其優(yōu)點是：抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高壓、防燃、防爆，以及測量精度高、可靠、安全, 并可遠距離測量。[參考文獻：(1) Chunxi Zhang, Xiujuan Feng, Sheng Liang, Chaoyang Zhang, Chuansheng Li.Quasi-reciprocal reflective optical voltage sensor based on Pockels effectwith digital closed-loop detection technique. Optics Communications, 2010,283(20). (2) Kumada A, Hidaka K. Directly high-voltage measuring system basedon Pockels effect[J]. IEEE transactions on power delivery, 2013, 28(3): 1306-1313.]

對于Pockels效應的電壓傳感器，無論是縱向調制型還是橫向調制型的光纖電壓傳感器都有透射式和反射式兩種結構。透射式是指光線從晶體的一端入射，從另一端射出，結構復雜但對準簡單。反射式是指光線從晶體的一端入射，從另一端反射回來后又從入射端射出，結構簡單，但對準困難。（參考文獻：(1) Zhang Y, Xiang T, Han R. Applicationof non-contact optic voltage sensor based on Pockels effect in±800 kVconvertor station. 2016 IEEE International Conference on High VoltageEngineering and Application (ICHVE), 2016: 1-4. (2) Kumada A, Hidaka K.Directly high-voltage measuring system based on Pockels effect[J]. IEEEtransactions on power delivery, 2013, 28(3): 1306-1313.）

傳統(tǒng)基于逆壓電效應的光纖電壓傳感器采用Mach-Zehnder干涉儀和Michelson干涉儀的光路結構，具有結構簡單、靈敏度高和調節(jié)方便等優(yōu)點，但是，環(huán)境的干擾經常會造成傳感臂與參考臂不同步，從而，引起干涉儀傳感器的偏振衰弱，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常不利。（參考文獻：(1) Gutiérrez-Martínez C, Santos-Aguilar J, Meza-Pérez J, et al.Novel Electric Field Sensing Scheme Using Integrated Optics LiNbO₃ UnbalancedMach–Zehnder Interferometers and Optical Delay-Modulation. IEEE Journal ofLightwave Technology, 2017, 35(1): 27-33.）