改善纵向调制光学电压互感器内电场分布的新方法

基于纵向调制Pockels效应的光学电压互感器(OVT),其电光晶体内电场分布的均匀性对测量结果影响很大。通过对多片晶体叠层的纵向调制OVT结构进行电场仿真分析可知,由于晶体内电场分布不均匀,当晶体薄片或光路的角度发生微小偏移时,其通光路径上的积分电压误差一般为0.2%左右,接近或超出了0.2%的准确级要求。为改善其内电场分布,文中针对多片晶体叠层的纵向调制OVT结构,提出了石英介质分层法,通过ANSYS Maxwell有限元分析软件和实验验证了方法的有效性。在保证有效提高半波电压和测量灵敏度的前提下,可以使积分电压误差降低到0.05%以下,保证了0.2%的准确级要求。

基于VB的Ansoft二次开发在光学电流传感头设计中的应用

为了优化光学电流传感头的设计并缩短研制周期,研发了基于Ansoft Maxwell和VB混合编程的光学电流互感器传感头电磁设计软件。利用Ansoft Maxwell与VB之间的接口技术,实现了两种软件的混合编程,在保证光学电流传感头满足0.1%的测量精度前提下,还具有输入数据可视化、电磁设计简单化、输出数据明确易读等优点。

改善OVT内电场分布的介质包裹法

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 k V纵向调制的OVT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Al2O3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、实用、有效。