光学电功率传感系统的原理与实验研究

基于电光晶体的泡克尔斯效应和磁光玻璃的法拉第效应,提出一种新颖的光学电功率传感系统。该系统主要将电光晶体与磁光玻璃患联使用,可以直接获取电功率传感信号。研究了传感系统的传感原理,并分别对纯电阻性和感性负载进行交流电功率传感实验,其非线性误羝分别低于１．３％和１．４％。     

载体催化元件变流检测矿井瓦斯

基于催化元件检测瓦斯的基本工作原理,提出了一种新的矿井瓦斯检测方法-变流检测法,设计出了相应的检测电路.通过性能试验得出,该检测系统具有检测范围大,稳定性好,响应速度快,抗激活和传感元件使用寿命长等显著优点.     

一种用于光纤传感的数字式检测系统设计

为实现光纤传感中微弱光强的稳定性检测,介绍了一种基于光电传感芯片OPT211和单片机STC89C52RC的新型数字式光纤传感检测系统。系统包含有恒流驱动电路、光接收元件、调理电路、AD采集和显示电路。该设计满足光纤传感检测技术要求。系统实现了0～5V电压范围、1mV分辨率和1‰精度的传感检测,具有抗干扰能力强、稳定性好、线性度好和分辨率高特点。     

基于Kerr电光效应的变压器油中直流电场测量系统

在直流电场下油纸绝缘系统中,空间电荷的存在会对系统的绝缘性能造成影响。通过实时测量得到绝缘系统中的电场分布和电荷分布具有重要意义。Kerr电光效应法因不会对绝缘系统中电场分布造成影响而得到很多研究者的关注。由于实验系统中包含较复杂的光学器件及微弱信号检测单元,其实现具有一定的难度。文章采用光电二极管作为光接收器件,采用一种交流电压调制方法,结合锁相放大器实现了对微弱信号的检测;通过检测输出光强中直流和所施加的交流信号分量,计算得到了待测直流电场的数值。试验结果表明该系统具有较好的线性度。     

一种光强度传感信号的模拟闭环检测方法

介绍了一种对光强度传感信号的闭环检测方法,讨论了该方案的原理及可行性,对比了闭环方案与传统开环方案的优缺点,给出了环路稳定性条件。闭环检测方法采用乘法器和PI控制器构成闭环自动增益控制回路取代开环方案中的模拟除法器,消除了原始传感信号中的低频分量,即光源光功率波动干扰信号,提高了传感精度。闭环方案较开环方案具有很好的抗干扰能力、一致性和参数稳定性等优点。实验表明,实验结论与理论分析一致。     

电压/电流组合型电子式互感器的研究

介绍了电子式互感器的原理、技术和发展现状 ,给出了一种电压/电流组合型电子式互感器的设计。该互感器以罗柯夫斯基线圈作为电流传感元件 ,以电容分压器作为电压传感元件 ,以光纤作为信号传输通道 ,借助有源电子调制和信号处理技术实现电流、电压的测量。文中还给出了部分样机试验结果。     

直流电机中齿谐波电势的检测方法及应用

本文提出了一种直流电机齿谐波电势的检测方法.该方法是在直流电机极掌表面上安置一个线圈,从而检测出齿谐波电势,为直流电机工作在恶劣振动环境下提供了一个新的转速测量传感元件.试验和应用结果表明,该方法简便易行,测速准确.     

光测量系统远端模块OPTODYN抗干扰性能试验

高压直流光测量系统为目前最好的一种直流电流和电压测量方法,该系统以分流器和分压器为采样传感设备,用光纤传送信号,实现高低电压隔离和绝缘。光测量系统的远端模块OPTODYN是该系统的重要设备之一,由于所处的环境复杂,在实际运行中经常出现故障。对OPTODYN的抗干扰性能进行了试验,发现其不能满足对电磁干扰类部分试验项目的要求,揭露了光测量系统设计存在的缺陷,并提出了改进意见。     

自适应光学电流互感器的光学传感微弱信号检测方法

准确度和稳定性是光学电流互感器(OCT)的主要性能指标.文中在自适应光学传感器的基础上进行研究和改进,提出采用新型的稳定性高的传感头设计与锁定放大器进行微弱光电信号检测相结合的方法,即在磁光传感系统中采用螺线管聚磁光路结构,并缩短磁光传感材料,提高OCT的长期运行稳定性,信号处理部分采用锁定放大器和与传统电流互感器互补结合的方法综合提高OCT的暂态和稳态准确度.最后通过虚拟仪器LabVIEW对检测系统进行仿真实验.     

基于Rogowski和光电通信技术的新型电流互感器

讨论了传统电流互感器在当今电力系统应用中存在的问题,介绍了一种利用Ro-gowski线圈和光电通信技术相结合的新型电流互感器。该电流互感器以Rogowski线圈作为电流传感元件,采用电子技术对传感信号调制处理,用电光/光电二极管对信号进行转换,并通过光纤进行信号的传输。     

基于普克尔效应光学电压互感器的研究现状与设计

介绍了基于普克尔效应光学电压互感器的基本原理,分析比较了几种常见的基于普克尔效应的光学电压互感器传感头的结构;介绍了基于普克尔效应的光学电压互感器的国内外发展现状;设计了一种基于普克尔效应的横向调制反射式光学高压互感器。     

准互易光学电压互感器数字闭环信号处理方法

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...     

基于OPGW光传感输电线路雷击波形特点分析

光纤复合架空地线(OPGW)以其独特的优越性在电力系统智能状态监测领域得到了快速发展和应用,文章对OPGW光偏振态雷击故障定位方法中光纤传感雷击信号波形问题进行研究。首先利用ATP-EMTP软件建立输电线路模型仿真得到雷击OPGW时的电气数据,然后基于法拉第磁光效应原理将电信号转换为OPGW内部光纤中的光偏振态信号,此方法可用于仿真计算出雷击OPGW时光信号传播数据。实际输电线路上安装的OPGW雷击定位系统数据验证了仿真结果的准确性,结果表明OPGW光传感输电线路雷击波形受雷电流大小影响较大且不同于传统的电流行波雷击波形。     

长空气间隙放电过程的试验观测技术

长空气间隙放电物理过程的试验观测研究是揭示长间隙放电机制和建立放电分析模型的基础。在高速光学观测技术、放电电流测量技术、空间瞬态电场测量技术和同步观测技术4方面开展了研究。通过分析高速摄影仪的成像原理,设计了针对不同放电阶段先导通道光学特性的观测方法;通过合理设计电极结构,研制全数字式光电隔离采集系统,实现了对高电位放电通道电流的全数字式测量;基于Pockels效应,研制出测量幅值上限达800 kV/m的集成光波导瞬态电场仪;基于高速摄影仪曝光时钟信号,提出了各测量设备的数据同步方案。该研究为准确地获取长空气间隙放电关键物理参数,揭示长空气间隙放电发展的物理过程提供了有力支撑。     

直流光学传感频谱迁移测量法及其实现方案

首先分析了法拉第光学直流电流互感器的信噪频带重叠现象及低频噪声的影响,提出了直流光学传感频谱迁移测量法,推导了光学调制和信号解调方法的数学模型。其次设计了直流光学传感频谱迁移测量法的实现方案。最后对所设计的直流光学电流测量系统进行了误差分析及特性试验。实验结果表明,该测量系统具有较高的测量精度,能够消除信噪重叠现象,证明了该方法的实用性。     

基于光学传感的交直流混合场一体化测量实现

针对交、直流混合场测量的问题,文中基于电光晶体Pockels效应设计了旋转式光学传感元件,该设计不仅适用于测量交直流混合场,而且抑制了测量中的波动和误差。分别推导了旋转式光学电场传感器测量直流电场、交流电场以及混合场时的传感原理。为了区分不同频率下的电场强度,将Hilbert-Huang时频变换技术应用到光学电场测量,并且给出不同频率下的测量方案。在光学一体化传感器标定后,对混合场进行测量,实验数据表明,所提出的光学电场一体化测量机制适用于准确地测量交、直流混合场。     

油井远程监控的系统研究

本文介绍了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的油井远程监控系统。该系统可以实时检测油井周围有无异常情况的发生。本文分析了该技术的工作原理,讨论了在振动信号作用下光纤中传播的光波相位变化关系。为了对周围采集来的振动信号做实时处理,设计了一种基于DSP系统的数据采集处理系统,该系统具有抗干扰能力好、实时性强、可靠性高、功耗低等优点。     

特快速暂态过电压光学测量系统的设计

提出一种应用Pockles效应的特快速暂态过电压(VFTO)光学测量方法。通过光学敏感头感应一次VFTO信号,并将电压的变化信息通过光缆传输至电气单元进行解析,最终得到实际电压。该传感器采用光学测量方式,具有可靠性高、抗干扰能力强、测量精度高、测量频带宽的优点。设计制作的新型光学传感器的低频截止频率低于10 Hz,高频截止频率高于1 GHz。对隔离开关操作所引发的VFTO进行了测量试验,通过同步触发装置同时采集两侧安装的光学传感头和电容式传感头信号,对比验证了VFTO光学测量方法的可行性。试验结果表明:光学测量方式与电容式测量方式均反映了刀闸分合闸的过程,2种方式的分合闸持续时间测量结果吻合较好;电容式测量方式测得的VFTO振荡幅度明显小于光学方式的测量结果,光学测量方式在高频段性能要优于电容式测量方式。     

布里渊光时域反射传感系统自适应扰偏模块的研制

布里渊光时域反射传感系统通过对布里渊背向散射信号的测量,可以得到温度和应变沿光纤的分布特性。布里渊背向散射信号的偏振态会影响布里渊光时域反射传感系统(BOTDR)的性能。扰偏器可以消除这种影响。本文分析了扰偏器的工作原理。设计了一个自适应的扰偏模块并制作了相应的驱动电路。该扰偏模块可以工作在不同的温度和频率点。实验显示该模块可以消除布里渊背向散射信号偏振态的影响,满足BOTDR测量的要求。     

光学电压传感器分压结构的缺陷及改进方法

现有的光学电压传感器多基于光功率检测模式,其测量范围与测量灵敏度受到电光晶体半波电压的限制。纵向调制的多片晶体叠层结构可以解决半波电压限制的问题,但仅适用于1 000 kV电压等级。此外,仿真结果表明这一结构中晶体内的电场分布极不均匀,受震动与热胀冷缩等因素的影响,光路或晶体的相互位置易产生偏移而引入积分电压误差。文中以110 kV电压等级为例,对多片晶体叠层结构进行了改进,简化了传感系统的结构,并将MgTiO₃陶瓷按照一定的要求安装在锗酸铋(BGO)晶体的外部以改善晶体的内电场分布,可以把积分电压误差从0.275%降低至0.01%以下。改进后的结构可用于各种电压等级。最后,通过实验验证了新方法的有效性。