具有温度自补偿功能的宽频带光纤电场传感器

光纤电场传感器抗电磁干扰能力强、响应速度快，在电力设备运行状态和绝缘状况的监测领域有着广阔的应用前景。现有的光纤电场传感器由多个不同功能的分立光学器件组合而成，光路耦合对准困难、光功率损耗大、灵敏度低。此外，温度交叉敏感问题进一步限制了传感器的实际工程应用。为克服现有技术难题，提出一种以特种功能光纤取代分立光学器件，进而形成全光纤电场传感器的技术思路。传感器中的起偏器、检偏器、波片等功能器件均在光纤上实现，避免了分立元件之间对准、耦合等带来的传感器结构不稳定、性能低等问题。此外，通过双晶体正交级联光路结构的设计，赋予传感器温度自补偿功能，实现对温度交叉敏感的有效抑制。实验结果表明，传感器可同时对50 Hz低频电场和纳秒级脉冲电场进行有效捕获，环境温度变化给测量结果带来的误差仅为0.1%/℃。全光纤电场传感器结构简单、稳定性好、测量频带宽，在电力设备快速暂态过电压的测量方面有着重要的潜在应用价值。