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面向智能电网的先进电压电流传感方法研究进展 被引量:2
1
作者 杨庆 孙尚鹏 +2 位作者 司马文霞 何彦霄 罗曼丹 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期349-367,共19页
电压电流传感测量在电力系统的电能计量、继电保护、过电压在线监测、智能设备控制、电力检修等领域均具有极其重要的地位。随着中国智能电网的加速建设以及电网数字化、智能化和自动化程度的不断提高,电压电流传感器将面临数字化、小... 电压电流传感测量在电力系统的电能计量、继电保护、过电压在线监测、智能设备控制、电力检修等领域均具有极其重要的地位。随着中国智能电网的加速建设以及电网数字化、智能化和自动化程度的不断提高,电压电流传感器将面临数字化、小型化及便捷化的发展需要。相比较于传统电磁式互感器,基于电光(磁光)、逆压电(磁致伸缩)、热电效应等原理的先进电压电流测量技术在电磁免疫、无损传输、拓扑结构、宽幅值和宽频带测量等方面具有各自的优势;另一方面,针对未来电网多场景应用,传感器的封装、高精度和高可靠安全运行也面临巨大挑战。因此,从电压测量和电流测量耦合机制方面,分别介绍了基于电光效应、逆压电效应和电致发光效应的电压/电场传感技术,以及基于法拉第效应、磁致伸缩、热效应和磁阻效应的电流/磁场传感技术,同时总结了相应传感材料和拓扑结构。在此基础上,指出电压电流传感在传感方式、频率特性、大气参数适应性、传感器取能、传感设备的小型化等方面面临的挑战,需要新的物理量耦合机制指引、新型先进传感材料支援和新颖有效传感器拓扑协助;性能稳定、准确度高且成本低的新型电压电流传感技术能够广泛应用于智能电网建设。 展开更多
关键词 电压测量 电流测量 POCKELS效应 逆压电效应 Faraday效应
基于波长控制的LiNbO3晶体强电场传感器
2
作者 李佳文 张家洪 +3 位作者 许晓平 赵振刚 李英娜 李川 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期447-452,共6页
为了抵消自然双折射引起的Pockels电场传感器的工作点漂移,设计了一种基于波长控制的铌酸锂晶体强电场传感器。设计的传感器系统包括:可调谐激光器、Pockels传感器、微控制单元及光电探测器。采用微控制器控制可调谐激光器的输出波长,... 为了抵消自然双折射引起的Pockels电场传感器的工作点漂移,设计了一种基于波长控制的铌酸锂晶体强电场传感器。设计的传感器系统包括:可调谐激光器、Pockels传感器、微控制单元及光电探测器。采用微控制器控制可调谐激光器的输出波长,使传感器具有π的固有相位偏置,即使传感器工作在线性区。仿真结果表明:当设计的传感器晶体长度大于0.45mm时,在1530~1565nm范围内可以找到使传感器工作在线性区的工作波长。最后结合传感器最大可测电场与半波电场之间的关系Emax≈0.3Eπ,得出传感器晶体长度为6.32mm,光沿z方向传播,x方向加电场,传感器最大可测电场为1000kV/m,此时调谐传感器的工作波长为1546.1nm可以使传感器工作在线性区。 展开更多
关键词 LINBO3晶体 POCKELS效应 电光调制 波长调谐 工作点控制 光学电场传感器
基于BP神经网络光学电压传感器温度补偿技术的研究与Labviwe软件的实现 预览
3
作者 黄艳 《三明学院学报》 2019年第4期33-40,共8页
针对泡克耳斯(Pockels)效应光学电压传感器中温度补偿问题,在双光路硬件补偿的基础上,提出一种基于BP神经网络的软件补偿方案。该方案利用BP神经网络算法训练出在不同环境温度下传感器输出电压值与实际测量电压值之间的映射关系,并通过... 针对泡克耳斯(Pockels)效应光学电压传感器中温度补偿问题,在双光路硬件补偿的基础上,提出一种基于BP神经网络的软件补偿方案。该方案利用BP神经网络算法训练出在不同环境温度下传感器输出电压值与实际测量电压值之间的映射关系,并通过引入虚拟仪器技术在Labview软件开发平台中调用Matlab进行信号的处理与分析,提高了系统的可视性。仿真结果表明,系统采用神经网络温度补偿后,大大提高了光学电压传感器的稳定性和精确度。 展开更多
关键词 光学电压传感器 温度补偿 双光路补偿 BP神经网络 LABVIEW软件 POCKELS效应
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高电压测量技术研究综述 被引量:1
4
作者 李振华 赵爽 +1 位作者 胡蔚中 李振兴 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期3910-3919,共10页
电力系统电压测量对电能的计量、继电保护装置的正确动作、输电线路过电压的监测等方面具有重要意义。为此概述了目前高电压在线测量的几种方法,对各种方法的工作原理和特点进行了对比分析,并对各种方法存在的问题进行了阐述和总结。通... 电力系统电压测量对电能的计量、继电保护装置的正确动作、输电线路过电压的监测等方面具有重要意义。为此概述了目前高电压在线测量的几种方法,对各种方法的工作原理和特点进行了对比分析,并对各种方法存在的问题进行了阐述和总结。通过对比分析可知,基于光学的电压测量方法由于其具有绝缘性好、制成的传感器体积小、暂态性能好等优点,已经成为了研究的热点。基于D-dot原理等非接触测量方法由于其具有绝缘性好、投切操作简单、能够带电进行传感器的更换等方面的优点,具有较好的发展前景。然而这2种测量方法的长期运行稳定性仍需考验。最后,展望了高电压测量方法的发展方向,有利于推进各种高电压测量方法的实用化进程。 展开更多
关键词 POCKELS效应 电压测量 D-DOT 电压传感器 分压器
Twin boundary dominated electric field distribution in CdZnTe detectors
5
作者 董江鹏 介万奇 +7 位作者 余竞一 郭榕榕 Christian Teichert Kevin-P Gradwohl 张滨滨 罗翔祥 席守智 徐亚东 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第11期316-320,共5页
任意通光方向与加电压方向铌酸锂晶体的泡克尔斯效应
6
作者 延云涛 吴重庆 +2 位作者 刘岚岚 王健 黄泽铗 《光学与光电技术》 2018年第5期33-41,共9页
直接从二阶非线性极化出发,得到了任意方向通光的铌酸锂晶体的横向介电张量矩阵,不仅证明了二阶非线性极化系数更能准确地反映泡克尔斯效应的物理本质,而且得出无论从哪个方向通光,偏振态只能在垂直于赤道平面与邦加球的交线上旋转,而... 直接从二阶非线性极化出发,得到了任意方向通光的铌酸锂晶体的横向介电张量矩阵,不仅证明了二阶非线性极化系数更能准确地反映泡克尔斯效应的物理本质,而且得出无论从哪个方向通光,偏振态只能在垂直于赤道平面与邦加球的交线上旋转,而不能沿赤道旋转。然后针对铌酸锂晶体具体不同的通光方向与加压方向利用四元数的方法进行探讨,得出只有在z方向通光,x或y方向加电场时晶体的偏振旋转轴不会受到自然双折射的影响,同时分析了输入偏振态对电光效应的影响。最后进行了铌酸锂晶体电光效应的实验,证实了上述理论分析的正确性。该理论分析与实验为光学传感器及其他应用提供了依据。 展开更多
关键词 泡克尔斯效应 介电张量 电光系数 二阶非线性极化系数 铌酸锂晶体
改善OVT内电场分布的介质包裹法 预览 被引量:1
7
作者 黄奕钒 徐启峰 +2 位作者 陈霖扬 谭巧 谢楠 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2017年第7期135-142,共8页
基于Pockels效应的光学电压传感器(Optical Voltage Transducer,OVT),运行中不可避免地存在震动、元器件连接的老化与热胀冷缩等问题,导致光学器件的相互位置产生偏移,进而影响电光晶体的内电场分布。文中以基于会聚偏光干涉原理... 基于Pockels效应的光学电压传感器(Optical Voltage Transducer,OVT),运行中不可避免地存在震动、元器件连接的老化与热胀冷缩等问题,导致光学器件的相互位置产生偏移,进而影响电光晶体的内电场分布。文中以基于会聚偏光干涉原理的110 kV纵向调制的0vT为例,进行了仿真分析与实验研究,发现当入射光发生±0.5°的偏移或电光晶体发生±1°的偏移时,分别引入约0.107%和0.124%的电场积分误差。由于OVT必须满足0.2%的准确度要求,上述影响不容忽视。为此提出了介质包裹法,将Al203陶瓷包裹在电光晶体外部,使电场积分误差分别降低至0.001%和0.003%。实验与应用的情况表明,介质包裹法简单、买用、有效。 展开更多
关键词 光学电压传感器 POCKELS效应 内电场分布 电场积分误差
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光学电场传感器的仿真与实验研究 预览
8
作者 张朕搏 李岩松 +1 位作者 张敏 刘君 《电气技术》 2017年第10期27-30,35共5页
传统电场传感器中的金属设备会对被测电场产生影响,导致测量精度下降,为此设计出光学电场传感器。本文在有限元分析软件Comsol中使用晶体微元建立了Pockels效应的模型,从微观的角度阐述Pockels效应,得到了仿真结果,并搭建了实验平台,实... 传统电场传感器中的金属设备会对被测电场产生影响,导致测量精度下降,为此设计出光学电场传感器。本文在有限元分析软件Comsol中使用晶体微元建立了Pockels效应的模型,从微观的角度阐述Pockels效应,得到了仿真结果,并搭建了实验平台,实验晶体在频率50Hz、电场强度0~8×10^5V/m条件下进行测试,验证了仿真结果,输出与输入有良好的线性关系。本文所进行的研究可为以后光学传感技术的发展提供基础。 展开更多
关键词 光学电场传感器 POCKELS效应 Comsol仿真
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高精度光学电压互感器技术及应用 预览 被引量:1
9
作者 陈波 李俊一 +2 位作者 王军龙 于文鹏 魏晓邢 《电网与清洁能源》 北大核心 2017年第6期7-13,共7页
主要介绍了0.05级高精度光学电压互感器的技术方案、关键技术以及装置的实现。目前,该装置已经通过了国家高压电器质量监督检验中心的精度试验,准确级达到0.05/3P;光学电压互感器作为标准源已在广西钦州排岭220kV智能变电站挂网... 主要介绍了0.05级高精度光学电压互感器的技术方案、关键技术以及装置的实现。目前,该装置已经通过了国家高压电器质量监督检验中心的精度试验,准确级达到0.05/3P;光学电压互感器作为标准源已在广西钦州排岭220kV智能变电站挂网应用,实现了对榄坪II线A相电子式电压互感器的在线校验,校验数据通过MMS网络向后台发布,结果表明,被校电子式电压互感器与标准光学电压互感器比值误差小于0.2%,相位误差小于10',满足0.2级准确度要求。 展开更多
关键词 光学电压互感器 泡克尔斯效应 数据预处理算法 在线校验 MMS网络
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光学电压互感器的研究及应用现状分析 被引量:10
10
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
铌酸锂Z向通光的光学电压传感器设计研究及现场应用 预览 被引量:1
11
作者 郑丰 贤天华 +3 位作者 程果 郭树永 韩睿 孙尚鹏 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第23期2786-2790,共5页
基于Pockels效应,选取具有较高电光系数的LiNbO3晶体,采用横向调制方式,设计制作了光学电压传感器,以Z向通光消除自然双折射对传感器响应特性的影响。分别在实验室和户外搭建试验平台测试传感器的各项特性,并与非接触感应单元组合使用,... 基于Pockels效应,选取具有较高电光系数的LiNbO3晶体,采用横向调制方式,设计制作了光学电压传感器,以Z向通光消除自然双折射对传感器响应特性的影响。分别在实验室和户外搭建试验平台测试传感器的各项特性,并与非接触感应单元组合使用,挂网试运行于南方电网兴仁±500kV换流站进行过电压在线监测,传感器的实验结果及试运行状态表明该传感器具有较高工程应用价值。 展开更多
关键词 POCKELS效应 LINBO3 横向调制 电压传感器
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基于量子差分相移系统的混合编码设计方案 被引量:1
12
作者 姬一鸣 李云霞 +3 位作者 石磊 东晨 蒙文 王宇帅 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期321-327,共7页
差分相移系统有成钥率高,编码速率快,抗干扰性能强,传输距离大等特点。在分析普克尔斯效应的基础上,提出基于差分相移系统的混合编码设计方案,该方案中发送端通过运用普克尔斯效应进行偏振、相位、时间的混合编码,接收端利用相位干涉和... 差分相移系统有成钥率高,编码速率快,抗干扰性能强,传输距离大等特点。在分析普克尔斯效应的基础上,提出基于差分相移系统的混合编码设计方案,该方案中发送端通过运用普克尔斯效应进行偏振、相位、时间的混合编码,接收端利用相位干涉和测量时间的控制进行解码。与传统差分相移编码系统分析比较,增加了差分相位编码的相关性,有效提升了差分相位编码的实际安全性,进一步提高了量子密钥的成钥率。 展开更多
关键词 量子光学 混合编码 普克尔斯效应 差分相移系统 量子密钥分发
切向的近本征硅单晶的普克尔斯效应研究 预览
13
作者 赵建勋 《河南科技》 2015年第8期127-129,共3页
本研究采用金属-绝缘体-半导体的平板结构在(111)切向的近本征硅单晶的空间电荷区内观测到了线性电光效应。实验结果表明:硅单晶的线性电光效应十分可观,在设计硅基光电子器件时必须考虑。该效应在未来有可能作为一种研究硅器件的空... 本研究采用金属-绝缘体-半导体的平板结构在(111)切向的近本征硅单晶的空间电荷区内观测到了线性电光效应。实验结果表明:硅单晶的线性电光效应十分可观,在设计硅基光电子器件时必须考虑。该效应在未来有可能作为一种研究硅器件的空间电荷区性质的工具。 展开更多
关键词 普克尔斯效应 空间电荷区
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光学电压互感器的研究现状 被引量:3
14
作者 谭巧 徐启峰 谢楠 《苏州大学学报:自然科学版》 CAS 2014年第2期36-43,共8页
光学电压互感器(OVT)具有许多传统电压互感器无法比拟的优点,在电力系统中有着广阔的发展前景.文章回顾了近十来年国内外光学电压互感器的发展,论述了不同类型OVT的工作原理和特点,最后分析了OVT研究中存在的主要问题和相关对策.
关键词 电压测量 光学电压互感器 逆光电效应 POCKELS效应
基于光电场传感器的劣化绝缘子检测系统 被引量:6
15
作者 郑中胜 邓慰 +3 位作者 李兵 李炼炼 方书博 程鹏 《电瓷避雷器》 CAS 北大核心 2014年第6期38-44,共7页
基于Ansoft Maxwell软件的仿真建模,研究了BGO晶体测量绝缘子电场强度的有效空间范围,在此基础上设计了一种基于光电场传感器的劣化绝缘子带电检测系统。现场试验结果表明,这种劣化绝缘子带电检测系统对于输电线路上的劣化绝缘子具有良... 基于Ansoft Maxwell软件的仿真建模,研究了BGO晶体测量绝缘子电场强度的有效空间范围,在此基础上设计了一种基于光电场传感器的劣化绝缘子带电检测系统。现场试验结果表明,这种劣化绝缘子带电检测系统对于输电线路上的劣化绝缘子具有良好的检测作用,可适用于绝缘子的故障检测。 展开更多
关键词 劣化绝缘子 POCKELS效应 BGO晶体 光学传感器 带电检测
基于全偏振态检测的悬挂式光纤电压传感器 预览
16
作者 刘贺 吴重庆 +1 位作者 蓝善发 杨伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期112-115,共4页
针对现有光纤电压传感器结构复杂、调整难度大、温度稳定性差、光功率损耗大及电压引入不便等问题,提出一种基于全偏振态检测且无需起偏器与检偏器的光纤电压传感器.传感器只含有自聚焦透镜、Bi4Ge3O12晶体以及全反射镜等3个主要元件,... 针对现有光纤电压传感器结构复杂、调整难度大、温度稳定性差、光功率损耗大及电压引入不便等问题,提出一种基于全偏振态检测且无需起偏器与检偏器的光纤电压传感器.传感器只含有自聚焦透镜、Bi4Ge3O12晶体以及全反射镜等3个主要元件,器件少,结构简单,对准较容易.介绍了全偏振态检测系统光路,采用分振幅法检测偏振态,具有快速响应、算法简单等优点.计算得出了偏振态、离线电场与被测电压之间的公式.进行了悬挂式高压试验,试验中的传感器上无电极,也无需接地,不但省去了昂贵的绝缘子,而且增大了传感器的量程.试验结果表明,在室温条件下0-10kV工频交流电压范围内,该传感器具有良好的线性关系,证明了该结构的可行性. 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤电压传感器 POCKELS效应 全偏振态检测 悬挂式
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电力系统中光学互感器的研究与评述 预览 被引量:29
17
作者 肖智宏 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2014年第12期148-154,共7页
高可靠性和测量精确性是电力系统光学互感器实用化的前提和基础。应用电力传感光学理论,从结构模型出发,对磁光玻璃型和全光纤型光学电流互感器、电光晶体型和全光纤型光学电压互感器的实现方案进行了分类和技术比较,指出了各种方案... 高可靠性和测量精确性是电力系统光学互感器实用化的前提和基础。应用电力传感光学理论,从结构模型出发,对磁光玻璃型和全光纤型光学电流互感器、电光晶体型和全光纤型光学电压互感器的实现方案进行了分类和技术比较,指出了各种方案在检测算法和制造工艺的优缺点。最后,对光学传感技术实用化需要关注的问题和研究方向进行了探讨。 展开更多
关键词 电力系统 光学电流互感器 光学电压互感器 法拉第效应 普克尔效应 逆压电效应
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用于宽频带时域电场测量的光电集成电场传感器 被引量:5
18
作者 曾嵘 俞俊杰 +4 位作者 牛犇 王博 李婵虓 汪海 陈未远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第29期5234-5243,共10页
电场测量是电气工程领域的基础研究手段。光电集成电场传感器具有无源、小尺寸、宽频带、动态范围大等优点,能够满足电力工程领域不同场合的电场测量需求。首先介绍了光电集成电场传感器的半波电场、静态偏置点可控性、温度稳定性和湿... 电场测量是电气工程领域的基础研究手段。光电集成电场传感器具有无源、小尺寸、宽频带、动态范围大等优点,能够满足电力工程领域不同场合的电场测量需求。首先介绍了光电集成电场传感器的半波电场、静态偏置点可控性、温度稳定性和湿度稳定性四方面的关键技术问题以及相关解决措施,并提出了未来相关方向的具体研究工作思路及其改进方案。另外就所研制的光电集成电场传感器的线性测量范围、时域响应、频率响应等关键电气特性进行了比较分析。最后,结合近年的工作,介绍了利用所研制光电集成电场传感器在直流、工频、μs级暂态、ns级暂态等典型时域电场中的测量应用。 展开更多
关键词 光电集成电场传感器 集成光学 泡克尔斯效应 时域 宽频带
基于普克尔效应的双晶体互易型光学电压传感器 预览 被引量:1
19
作者 温海燕 雷林绪 张朝阳 《电测与仪表》 北大核心 2014年第10期1-6,共6页
提出了一种基于普克尔效应的双晶体互易型光学电压传感器,利用两块电光晶体抵消无用双折射引起的相位差,利用法拉第旋光器实现互易型光路模式,提高了光路的抗干扰能力。在常温条件下,对传感器进行了直流和交流实验。0~3kV的直流电... 提出了一种基于普克尔效应的双晶体互易型光学电压传感器,利用两块电光晶体抵消无用双折射引起的相位差,利用法拉第旋光器实现互易型光路模式,提高了光路的抗干扰能力。在常温条件下,对传感器进行了直流和交流实验。0~3kV的直流电压和0至约2.5kV的交流电压测试结果表明,传感器的输出和输入具有良好的线性关系,直流测量误差不大于±0.28%,电压较高时交流测量误差不大于±0.22%。传感器对于输入电压的响应迅速没有明显拖尾现象且输出稳定,交流波形不失真。实验结果表明了该系统方案的可行性。 展开更多
关键词 普克尔效应 双晶体传感单元 光学电压传感器
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电力系统用光学电压互感器的原理及研究现状 被引量:4
20
作者 温海燕 雷林绪 +1 位作者 张朝阳 平海涛 《光纤与电缆及其应用技术》 2013年第4期1-5,19共6页
光学电压互感器可以有效克服传统电压互感器的固有缺陷,并且具有许多传统电压互感器无法比拟的优点,在电力系统具有广阔的发展前景。介绍了光学电压互感器的基本原理,包括基于普克尔效应和逆压电效应的光学电压互感器,分析了各种方案的... 光学电压互感器可以有效克服传统电压互感器的固有缺陷,并且具有许多传统电压互感器无法比拟的优点,在电力系统具有广阔的发展前景。介绍了光学电压互感器的基本原理,包括基于普克尔效应和逆压电效应的光学电压互感器,分析了各种方案的优缺点。分析了国内外光学电压互感器的研究现状,提出了目前光学电压互感器发展中存在的主要问题,并对光学电压互感器未来的发展方向提出了几点展望。 展开更多
关键词 电力系统 光学电压互感器 普克尔效应 逆压电效应
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