反射式光学电压互感器光路建模及偏振误差分析 被引量：7

1

作者 李彦 章敏 +3 位作者 冯秀娟 李立京 李传生 杨明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1536-1541,共6页

光路系统的偏振误差极大地制约着准互易反射式光学电压互感器的准确度.借助琼斯矩阵,建立了分立光学器件及光纤熔接点的传输模型,推导出完整的电压互感器光路系统的数学模型.以此模型为基础,对电压互感器中的偏振误差进行了仿真分析.结... 光路系统的偏振误差极大地制约着准互易反射式光学电压互感器的准确度.借助琼斯矩阵,建立了分立光学器件及光纤熔接点的传输模型,推导出完整的电压互感器光路系统的数学模型.以此模型为基础,对电压互感器中的偏振误差进行了仿真分析.结果表明:光源偏振度、起偏器消光比及起偏器与相位调制器的对轴角度主要影响系统的检测灵敏度;法拉第准直旋光器的旋光角度、法拉第准直旋光器与BGO晶体的对轴角度误差是主要的偏振误差源,影响系统的测量准确度及稳定性;根据电子式电压互感器IEC60044-7 0.2S级标准,法拉第旋光角度误差应该小于1.6°,旋光器与BGO晶体对轴角度误差小于1.85°.该研究对准互易反射式光学电压互感器光路设计和误差抑制具有一定的参考价值和指导意义. 展开更多

关键词 光学电压互感器 传输模型 琼斯矩阵 偏振误差

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110 kV纵向光学电压互感器的结构优化与设计

2

作者 祝俊男 谭巧 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期329-336,共8页

光学电压互感器(Optical Voltage Transducer,OVT)是重要的电力系统测量设备。在使用过程中,因碰撞、连接不稳定或温度变化等问题,会导致传感光路或内部锗酸铋(BGO)晶体发生微小偏移。当偏移为0.5°时,所引起的最大积分电压误差可达... 光学电压互感器(Optical Voltage Transducer,OVT)是重要的电力系统测量设备。在使用过程中,因碰撞、连接不稳定或温度变化等问题,会导致传感光路或内部锗酸铋(BGO)晶体发生微小偏移。当偏移为0.5°时,所引起的最大积分电压误差可达0.1%,这对于0.2%的标准要求而言是不可接受的。为了减小偏移带来的误差,并改善BGO晶体内电场的均匀性,文中针对110 kV纵向调制型OVT提出了一种方解石介质分层和氮化铝包裹法,两端采用Φ10 mm×75 mm的方解石对BGO晶体进行分压,并覆盖一层0.5 mm厚的氮化铝来避免与SF6气体直接接触。该结构模型成功解决了其他方法无法解决的晶体或者光路偏移导致的积分电压误差问题。根据仿真结果可知,其偏移误差降低至0.008%以下,并且通过实验所得到图像的标准差提高了35%以上,光强的分布均匀性得到了提高。仿真和实验结果均表明,这种优化改进方案显著提升了OVT的性能和稳定性,为电力系统的精准测量提供了可靠保障。 展开更多

关键词 光学电压互感器 POCKELS效应 内电场分布 电场积分误差

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双正交全反射型光学电流互感器传感头精度分析

3

作者 吕亮 谢建平 +5 位作者 黄文财 王安廷 陈曦耀 李峰 吴云霞 明海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期599-602,共4页

本文对双正交全反射法光学电流互感器传感头的精度进行了分析,分析结果表明采用小折射率的磁光材料以及大入射角传感头方案可以降低对加工精度的要求。同时对双正交全反射法和临界角入射法这两种设计方案中加工精度对传感器精度的影响... 本文对双正交全反射法光学电流互感器传感头的精度进行了分析,分析结果表明采用小折射率的磁光材料以及大入射角传感头方案可以降低对加工精度的要求。同时对双正交全反射法和临界角入射法这两种设计方案中加工精度对传感器精度的影响进行了比较,得出了双正交全反射法在加工精度要求方面较临界角入射法宽松的结论。 展开更多

关键词 光学电流互感器 法拉第效应 磁光材料 传感精度 双正交全反射 加工精度

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基于反射式螺旋形变铁电液晶的光学电压互感器 被引量：1

4

作者 赵俊 韦朴 +1 位作者 石亲民 许立国 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期254-258,共5页

利用铁电液晶材料的电光效应,结合成熟的分压技术,提出一种基于反射式螺旋形变铁电液晶(R-DHFLC)的光学电压互感器设计方案,具有结构紧凑、低成本、响应速度快、温度及抗振性能优越等特点。分析了螺旋形变铁电液晶(DHFLC)材料的电压测... 利用铁电液晶材料的电光效应,结合成熟的分压技术,提出一种基于反射式螺旋形变铁电液晶(R-DHFLC)的光学电压互感器设计方案,具有结构紧凑、低成本、响应速度快、温度及抗振性能优越等特点。分析了螺旋形变铁电液晶(DHFLC)材料的电压测量机理,介绍了R-DHFLC的结构,提出了电压互感器的整体架构及设计方法,完成了精度测试。结果表明,R-DHFLC具有微秒量级的阶跃响应速度,在-0.5~0.5 V的输入电压范围内具有良好的线性度,能够满足110 kV电压等级0.2/3P级的准确级限值要求,铁电液晶材料可用于高电压传感领域。 展开更多

关键词 光学电压互感器 螺旋形变铁电液晶 反射式

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220kV组合式光学电压电流互感器的设计 被引量：25

5

作者 朱勇 叶妙元 +3 位作者 刘杰 罗苏南 徐雁 易铁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期34-36,共3页

介绍了一种基于 Pockels晶体纵向电光效应和火石玻璃 Faraday磁光效应的 2 2 0 k V组合式光学电压电流互感器的传感机理、系统设计及试验结果。其电压传感头将2 2 0 k V的高电压直接加到锗酸铋 (BGO)晶棒上实现对电场的积分 ,受电场扰... 介绍了一种基于 Pockels晶体纵向电光效应和火石玻璃 Faraday磁光效应的 2 2 0 k V组合式光学电压电流互感器的传感机理、系统设计及试验结果。其电压传感头将2 2 0 k V的高电压直接加到锗酸铋 (BGO)晶棒上实现对电场的积分 ,受电场扰动小而且灵敏度得到提高 ;其电流传感头的光路围绕电流母线棒闭合 ,能减小导体位置变化及外界磁场的影响。系统按 2 2 0 k 展开更多

关键词 组合式 光学电压电流互感器 互感器 设计

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电力系统适用光学电压互感器的研究新进展 被引量：24

6

作者 邹建龙 刘晔 +3 位作者 王采堂 张贇 韦兆碧 王锋 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2001年第9期64-67,共4页

用于测量电力系统电压的光学电压互感器 (OVT)具有许多传统的电磁感应式电压互感器无法比拟的优点 ,因而具有广阔的应用前景。文中介绍了 OVT的基本原理和研究现状 ,分析比较了各种 OVT的优缺点 ,总结出几种有前景的研究方向 ,如基于 Po... 用于测量电力系统电压的光学电压互感器 (OVT)具有许多传统的电磁感应式电压互感器无法比拟的优点 ,因而具有广阔的应用前景。文中介绍了 OVT的基本原理和研究现状 ,分析比较了各种 OVT的优缺点 ,总结出几种有前景的研究方向 ,如基于 Pockels电光效应的 OVT、全光纤OVT、组合式光学电力互感器等。 展开更多

关键词 电力系统 光学电压互感器 电压测量 电光效应

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光学电压互感器的设计和试验 被引量：26

7

作者 肖霞 叶妙元 +1 位作者 陈金玲 徐雁 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期45-47,共3页

开发了基于Bi4Ge3O12晶体的Pockels电光效应的光学电压互感器(OVT),阐述了OVT的结构设计、传感头的工作原理及其结构.对传感头进行了温度稳定性和时间稳定性试验,当温度在0~45℃范围内,传感器的相对误差为(0.4%~0.4%;在户外运行20 多天... 开发了基于Bi4Ge3O12晶体的Pockels电光效应的光学电压互感器(OVT),阐述了OVT的结构设计、传感头的工作原理及其结构.对传感头进行了温度稳定性和时间稳定性试验,当温度在0~45℃范围内,传感器的相对误差为(0.4%~0.4%;在户外运行20 多天的传感器的相对误差为(0.3%~0.3%.并依据相关标准对开发的220kV OVT样机进行了准确度、绝缘性能以及电磁兼容等一系列型式试验,试验结果表明,开发的OVT样机达到了预期的设计要求. 展开更多

关键词 光学电压互感器 设计 试验 Pockels电光效应 电磁兼容

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光学电压互感器的研究进展 被引量：10

8

作者 罗苏南 叶妙元 +2 位作者 李开成 徐雁 崔瑛 《电工电能新技术》 CSCD 2000年第1期32-35,共4页

采用光学晶体及光学纤维实现对电力系统高电压的测量一直是研究与发展的重要课题。本文概述了光学电压互感器的研究状况，并着重探讨了光学电压互感器实用化中存在的主要问题及今后的发展趋势。

关键词 电压互感器 光学传感器 光学电压传感器

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220kV自愈式光学电压互感器研制 被引量：17

9

作者 赵一男 张国庆 +3 位作者 王贵忠 郭志忠 申岩 李深旺 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1135-1141,共7页

鉴于互感器测量精度存在温漂的问题,研制了基于BGO晶体Pockels电光效应和电容分压器的自愈式光学电压互感器。该互感器采用基准源自动校准的设计方案,解决了光学电压互感器测量精度随温度漂移的问题。根据电容分压器和Pockels电光效应... 鉴于互感器测量精度存在温漂的问题,研制了基于BGO晶体Pockels电光效应和电容分压器的自愈式光学电压互感器。该互感器采用基准源自动校准的设计方案,解决了光学电压互感器测量精度随温度漂移的问题。根据电容分压器和Pockels电光效应传感器的数学模型,阐明了传感参数实时校正原理,给出了互感器的结构设计,并根据IEC 60044-7电子式电压互感器标准对研制的光学电压互感器进行了相关试验。试验结果表明,当施加80%、100%和120%额定电压时,比差≤0.2%,角差≤±2′;当施加2%和5%额定电压时,比差≤0.3%,角差≤10′;当施加150%额定电压时,比差≤0.2%,角差≤1′。研制的互感器满足0.2级测量用要求并高于3P级保护用要求。循环温度试验中,在整个温度范围内,电压互感器比差≤0.2%,角差≤3′。机械性能测试也获得通过。 展开更多

关键词 光学电压互感器 自愈 同载光路 型式试验 电光效应 温度稳定性

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光学电压互感器偏光干涉测量模式 (一)常见偏光干涉测量模式局限性分析 被引量：16

10

作者 黄荔生 马善军 +1 位作者 许灿华 徐启峰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期97-101,114,共6页

现有的光学电压互感器(OVT)大多基于电光晶体的Pockels效应,即电光晶体在外加电场的作用下其折射率发生变化,使得沿某一方向射入晶体的线偏振光产生电光相位延迟,延迟量与外加电场成正比。由于无法实现对晶体电光相位延迟的直接测量,通... 现有的光学电压互感器(OVT)大多基于电光晶体的Pockels效应,即电光晶体在外加电场的作用下其折射率发生变化,使得沿某一方向射入晶体的线偏振光产生电光相位延迟,延迟量与外加电场成正比。由于无法实现对晶体电光相位延迟的直接测量,通常采用偏光干涉测量模式,将相位延迟转变为光强调制,通过对光强的检测实现电压测量。这种测量模式反映了光功率的大小,但仅能近似线性地测量有限的电光相位延迟,其稳定性与可靠性受到温漂、晶体附加相位延迟、半波电压等问题的限制,无法满足电力系统的实用要求。文中分析了偏光干涉测量模式的局限性,并对双光路补偿法进行了讨论。 展开更多

关键词 光学电压互感器 温漂 BGO晶体 半波电压

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新型GIS中电子式光学电流/电压互感器的设计 被引量：9

11

作者 钱政 申烛 +3 位作者 王士敏 秦荃华 罗承沐 杨晓红 《中国电力》 CSCD 北大核心 2001年第8期71-73,77,共4页

介绍一种新型的GIS—插接式智能组合电器，分析其中应用的电子式光学电流／电压互感器设计原理，并进行相应的误差分析，进而给出光学互感器的测试系统框图，从而为插接式智能组合电器中传感头部分的硬件实现奠定了良好基础。

关键词 插接式智能组合电器 电子式光学电流互感器 电压互感器 设计

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光学电压互感器精密电容分压器的研制 被引量：8

12

作者 王红星 张国庆 +2 位作者 蔡兴国 郭志忠 李振 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期72-76,80,共6页

为了解决光学电压互感器中晶体材料的耐压问题,提出了采用分布式精密电容分压器的解决方案,并结合互感器使用环境建立了电力系统中高压电容分压器的数学模型,然后利用该模型与分压器误差特性的联系,重点分析了温度变化、杂散电容、相间... 为了解决光学电压互感器中晶体材料的耐压问题,提出了采用分布式精密电容分压器的解决方案,并结合互感器使用环境建立了电力系统中高压电容分压器的数学模型,然后利用该模型与分压器误差特性的联系,重点分析了温度变化、杂散电容、相间干扰等误差因素对电容分压器的影响,并对这些误差因素的影响进行了合成。基于以上理论和误差分析方法应用有限元软件对220 kV电容分压器进行了仿真计算,分析结果表明,合理选择电容分压器的主电容值可以使电容分压器的精度在0.1%以内,这为精密电容分压器的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 光学电压互感器 电容分压器 杂散电容 相间干扰 误差综合

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准互易光学电压互感器数字闭环信号处理方法 被引量：12

13

作者 李彦 章敏 +4 位作者 冯秀娟 李立京 于佳 杨陟 马超 《电测与仪表》 北大核心 2011年第7期32-36,60,共6页

介绍了一种用于准互易光学电压互感器的数字闭环信号处理方法。根据互感器光路输出信号的特点,采用基于方波调制解调的数字相关检测技术,提高了系统的响应灵敏度。在此基础上,引入阶梯波反馈技术,通过相位调制器在两束相干偏振光间引入... 介绍了一种用于准互易光学电压互感器的数字闭环信号处理方法。根据互感器光路输出信号的特点,采用基于方波调制解调的数字相关检测技术,提高了系统的响应灵敏度。在此基础上,引入阶梯波反馈技术,通过相位调制器在两束相干偏振光间引入一个与晶体Pockels相移大小相等、方向相反的反馈相移,实现闭环检测,扩大了动态范围,且不依赖于传感晶体的半波电压。基于数字闭环信号处理方法的互感器在0～3000 V直流电压和0～4000 V工频交流电压测试结果表明:互感器数字输出具有良好的线性关系;直流电压高于800 V时,互感器测量精度优于±0.89%,工频交流电压大于25 V和大于690 V时,互感器测量精度分别优于±0.44%和±0.2%。实验结果验证了该数字闭环信号处理方法的可行性。 展开更多

关键词 光学电压互感器 POCKELS效应 全数字 准互易 闭环检测

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基于纵向Pockels效应的光学电压互感器 被引量：24

14

作者 张明明 李红斌 刘延冰 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期58-59,64,共3页

对纵向和横向Pockels效应进行了比较,介绍了采用纵向Pockels效应制作光学电压互感器的关键技术,并对双光路输出的纵向Pockels器件进行了实验,实验结果表明该纵向Pockels器件在200～600V范围内的测量准确度优于0.2%。与精密分压器配合使... 对纵向和横向Pockels效应进行了比较,介绍了采用纵向Pockels效应制作光学电压互感器的关键技术,并对双光路输出的纵向Pockels器件进行了实验,实验结果表明该纵向Pockels器件在200～600V范围内的测量准确度优于0.2%。与精密分压器配合使用,可用做高压下的电压互感器。 展开更多

关键词 POCKELS效应 光学电压互感器 双折射

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提高光学电压互感器测量精度方法的探讨 被引量：10

15

作者 陈金令 谢腊堂 宋建和 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期29-32,共4页

提高光学电压互感器测量精度的方法,包括选择合适的电光晶体,利用退火法消除自然双折射的影响,利用双晶体或旋转反射法进行温度补偿以及双光路温度补偿等。由于有许多的因素影响测量结果,必须多种方法综合运用,才能达到较高的测量精度。

关键词 光学电压互感器 电光晶体 光路补偿 温度补偿 测量精度

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光学电压互感器的研究及应用现状分析 被引量：21

16

作者 李振华 闫苏红 +1 位作者 胡蔚中 李振兴 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3230-3236,共7页

电压互感器在电压准确测量中起到至关重要的作用。为了更好的促进光学电压互感器的发展和应用,首先给出了光学电压互感器的研究背景与现状,然后重点介绍了基于Pockels光电效应、Kerr光电效应的光学电压互感器的互感机理和测量方法,并对... 电压互感器在电压准确测量中起到至关重要的作用。为了更好的促进光学电压互感器的发展和应用,首先给出了光学电压互感器的研究背景与现状,然后重点介绍了基于Pockels光电效应、Kerr光电效应的光学电压互感器的互感机理和测量方法,并对光学电压互感器的结构特点进行了分析。最后,总结了目前光学电压互感器在应用方面存在的问题。在此基础上,针对目前光学电压互感器常见的问题提出了一定的解决措施,包括提高加工工艺、应用新材料、采用补偿算法等,并对光学电压互感器下一次的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 光学电压互感器 POCKELS效应 KERR效应 逆压电效应 补偿 调制

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基于保偏光纤模间干涉的光学电压互感器 被引量：11

17

作者 刘丰 郭璇 芦鑫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期560-565,共6页

为了满足高压及超高压电网对新型电压互感器的迫切需要,研究了一种基于保偏光纤模间干涉原理的高压电压互感器。用缠绕了保偏光纤的石英晶体圆柱作为电压传感头,被测电压通过石英晶体的逆压电效应来调制保偏光纤中2个低阶线性偏振模间... 为了满足高压及超高压电网对新型电压互感器的迫切需要,研究了一种基于保偏光纤模间干涉原理的高压电压互感器。用缠绕了保偏光纤的石英晶体圆柱作为电压传感头,被测电压通过石英晶体的逆压电效应来调制保偏光纤中2个低阶线性偏振模间的相位差,进而改变模间干涉输出光强的分布,通过探测模间干涉输出光强实现对被测高电压的测量。系统通过调整压电陶瓷的驱动电压使得模间干涉静态相位差为正交状态,并采取引入参考光路的方案剔除光源强度波动对测量精度的影响。实验研究结果表明,该互感器在额定被测电压附近能够达到0.2%的测量精度,能够同时反映被测高压的幅值和相位信息,满足高压测量领域对暂态变化的测量要求。 展开更多

关键词 光学电压互感器 模间干涉 模间相位差 逆压电效应 参考光路 石英晶体

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光学电压互感器偏光干涉测量模式 (二)基于会聚偏光干涉原理的光学电压互感器 被引量：6

18

作者 黄荔生 马善军 +1 位作者 许灿华 徐启峰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期166-170,共5页

光学电压互感器采用偏光干涉测量模式,通过对光强的检测实现电压测量,存在测量范围小及受温漂、晶体附加双折射影响大等问题。为此,文中提出了一种基于会聚偏光干涉原理的光学电压互感器,将晶体电光相位变化转换为光斑图像的旋转角,通... 光学电压互感器采用偏光干涉测量模式,通过对光强的检测实现电压测量,存在测量范围小及受温漂、晶体附加双折射影响大等问题。为此,文中提出了一种基于会聚偏光干涉原理的光学电压互感器,将晶体电光相位变化转换为光斑图像的旋转角,通过测量光斑旋转角获得相位延迟。新型互感器测量模式与光强无关,可测量相位延迟为0~180°,电压测量范围不受晶体半波电压限制。文中在理论上分析推导了会聚偏光干涉图旋转角与晶体电光相位延迟角的线性关系,给出了光斑图像旋转角的读取方法,并通过实验验证了新型互感器能够测量的相位延迟角达到320°,线性度良好。 展开更多

关键词 会聚偏光 光学电压互感器 电光相位延迟 电光晶体 线性测量

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光学电压互感器的电磁兼容设计 被引量：3

19

作者 肖霞 叶妙元 +1 位作者 徐雁 陈金玲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期20-31,共12页

重点介绍了光学电压互感器的电磁兼容问题及其抗干扰技术 ,并给出了

关键词 光学电压互感器 电磁兼容 设计 抗干扰

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光学电压互感器晶体双折射误差的分析与抑制 被引量：5

20

作者 李彦 章敏 +3 位作者 李立京 陆文超 冯秀娟 杨士宁 《现代电子技术》 2012年第4期181-184,191,共5页

锗酸铋(BGO)晶体的双折射误差极大地制约着准互易反射式光学电压互感器(OVS)的精度。根据各光学元器件的参数,建立了各器件的琼斯矩阵以及光路系统的数学模型。在此模型基础上,仿真计算了晶体双折射误差对系统性能的影响;提出了晶体应... 锗酸铋(BGO)晶体的双折射误差极大地制约着准互易反射式光学电压互感器(OVS)的精度。根据各光学元器件的参数,建立了各器件的琼斯矩阵以及光路系统的数学模型。在此模型基础上,仿真计算了晶体双折射误差对系统性能的影响;提出了晶体应力双折射对系统输出偏置的影响可以通过滤波算法进行抑制的方法,并设计了一个高通滤波器对数字输出进行抑制。实验结果表明,加入高通滤波器不改变光学电压互感器静态特性,抑制了晶体双折射引起的输出漂移,提高了互感器的测量精度。 展开更多

关键词 光学电压互感器 琼斯矩阵 晶体双折射 高通滤波器

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