[实用新型]光纤型高电压监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学电压传感装置，特别涉及一种光纤型高电压监测装置。

背景技术

目前光纤高电压传感器使用的测量方法主要有光的偏振态测量法、光的干涉测量法和波长调制测量法。光的偏振态测量主要基于法拉第磁光效应，使用磁光晶体在外场变化下使光的偏振方向改变达到测试目的，是目前研究相对成熟的传感器，已有少量商业化应用。光的干涉法主要是利用外场改变相干光的光程差进行测量，主要基于迈克尔孙干涉仪或马赫曾德干涉仪的测量。波长调制测量法是对光的波长进行测量从而检测外场信号的方法。主要是由光纤光栅传感装置或法布里-珀罗干涉传感器完成，需要使用波长解调装置。这几种传感装置在理论上均可完成对电力参数的检测，但在实际应用时由于外界环境的干扰、特别是温度、振动造成误差太大不能满足使用要求，阻碍了该类光纤电流传感器的推广使用。

中国专利申请号为200510019497.2《光纤电压传感器》公开了一种方案，其是由两块平行的电致伸缩材料构成的锯齿板组成。该方案采用的变形齿少、变形齿间的传感光纤长度短，使其采集数据的能力较差、传感光纤弯曲曲率小导致使用寿命短，采集到的数据要么精度高动态范围小，要么动态范围大精度低，无法满足实际应用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种光纤型高电压监测装置。本实用新型能够采用大幅度增加变形齿的数量以及大幅度延长信号光纤的长度，使细微的变形也能检测到，提高了本传感装置的精度和动态范围，且其结构简单、使用方便、成本低，具有良好的市场推广前景。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：光纤型高电压监测装置，其特征在于：包括电极一、地电位电极和位于电极一与地电位电极之间的至少一个光纤敏感单元，高压母线通过电极一和地电位电极将高压母线的高电压加载在所述光纤敏感单元上，所述光纤敏感单元包括基板一，所述基板一上设置有锯齿板一和锯齿板二，所述基板一以及设置在基板一上的锯齿板一和锯齿板二上至少三者之一或至少三者之一的一部分由电致伸缩材料或逆压电材料构成或者变形齿一和变形齿二的表面镀覆有电致伸缩材料或逆压电材料，所述锯齿板一上设置有变形齿一，所述锯齿板二上设置有变形齿二，所述锯齿板一和锯齿板二相互平行，所述变形齿一和变形齿二相互交错对应并位于所述锯齿板一和锯齿板二之间，并且所述锯齿板一相对于锯齿板二会随着加载于光纤敏感单元的电压变化而出现相对或相反的运动变化，在变形齿一的齿间有凹槽，所述锯齿板二上设置有多匝环绕的信号光纤，且所述信号光纤安置于于凹槽中，所述信号光纤连接有光缆，所述光缆连接有测试单元，所述测试单元连接有处理单元。

上述的光纤型高电压监测装置，所述信号光纤的两端安装有光反射装置，该光反射装置为光反射镜、光纤光栅、含有气泡的光纤或是经过镜面处理的信号的光纤的端面。

上述的光纤型高电压监测装置，所述光纤敏感单元为相互并联的两个或两个以上，每个光纤敏感单元中的信号光纤串联在一根光缆上并连接在测试单元上。

上述的光纤型高电压监测装置，所述基板一上设置有基板二和基板三，所述锯齿板一和锯齿板二分别通过基板二和基板三固定在基板一上，且所述锯齿板一、锯齿板二、基板一、基板二、基板三、变形齿一、变形齿二和信号光纤满足以下公式：

α₁L₁ΔT-α₂L₂ΔT-α₃L₃ΔT-α_齿(L_1齿+L_2齿)ΔT-α_纤d_纤ΔT＝0

其中，α₂和α₃分别为基板二和基板三材料的膨胀系数，α₁是基板一材料的膨胀系数，式中L₂、L₃分别是基板二和基板三的长度，ΔT是变化的温度值，L₁是基板一的长度，α_齿为变形齿一和变形齿二材料的膨胀系数，L_1齿、L_2齿分别是包含有锯齿板一厚度的变形齿一的高度和包含有锯齿板二厚度的变形齿二的高度，α_纤为信号光纤的膨胀系数，d_纤为信号光纤的端面直径。