[发明专利]光学电压传感单元

说明书

本发明公开了一种光学电压传感单元，要解决的技术问题是提高光学电压互感器的灵敏度和稳定性。本发明的光学电压传感单元设有长方体形状的锗酸铋晶体，锗酸铋晶体设置在陶瓷管内，锗酸铋晶体的左右两边、陶瓷管内两端分别设置有第一光纤准直器和第二光纤准直器，第一光纤准直器和第二光纤准直器的尾纤朝向陶瓷管外，锗酸铋晶体的上下两面，分别电连接有第一电极和第二电极。本发明与现有技术相比，光学电压传感单元结构简单可靠，稳定性好，灵敏度高，抗电磁干扰，可以实时监测电力系统电压状况，保证电力系统安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种电压互感器，特别是一种光学电压互感器。

技术背景

电压互感器是电力系统中继电保护与电能计量的重要设备，变电站中测量、监控和保护控制装置依靠它来获取测量、计量和保护所需的电压信息。电压互感器的长期稳定性、可靠性和安全性与电力系统的安全、稳定运行密切相关。

目前，电力系统主要采用传统的电磁感应式电压互感器实现对电压信号的测量。随着电力系统电压等级的提高和容量的增加，以及测量保护要求的不断提高，电磁式电压互感器的不足日益突出。光学电压互感器抗电磁干扰能力强，具有传统电磁感应式电压互感器不可比拟的优点。光学电压互感器利用泡克尔斯效应，电压对泡克尔斯晶体中光学信号的调制，影响光信号相位，通过解调分析光信号相位信息反推出电压大小。光学电压传感单元作为光学电压互感器的主要部件，对光学电压互感器的灵敏度和稳定工作起重要作用，现有技术的光学电压传感单元包含的光学晶体较多，结构复杂，影响光学互感器整体的灵敏度和稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学电压传感单元，要解决的技术问题是提高光学电压互感器的灵敏度和稳定性。

本发明采用以下技术方案：一种光学电压传感单元，所述光学电压传感单元设有长方体形状的锗酸铋晶体，锗酸铋晶体设置在陶瓷管内，锗酸铋晶体的左右两边、陶瓷管内两端分别设置有第一光纤准直器和第二光纤准直器，第一光纤准直器和第二光纤准直器的尾纤朝向陶瓷管外，锗酸铋晶体的上下两面，分别电连接有第一电极和第二电极。

本发明的锗酸铋晶体设置在陶瓷管内中部，锗酸铋晶体的长度方向与陶瓷管的轴线平行。

本发明的锗酸铋晶体的外形尺寸为5mm×5mm×10mm，左右两端面为锗酸铋晶体的110面，上下两端面为锗酸铋晶体的001面，沿长度方向的左右两端面抛光至表面粗糙度Ra≤0.1微米，垂直于5mm×5mm面的中心线构成光轴。

本发明的锗酸铋晶体的纯度为≥99.99％。

本发明的第一电极和第二电极为铜薄膜，厚度为100微米。

本发明的第一电极和第二电极分别电连接有第一引出导线和第二引出导线，第一引出导线和第二引出导线伸出陶瓷管外，第一引出导线和第二引出导线采用铜导线，直径1.6mm。

本发明的陶瓷管(2)长39mm，外径9.5mm，内径7.3mm。

本发明的陶瓷管采用氧化锆陶瓷，纯度为≥94％。

本发明的第一光纤准直器和第二光纤准直器采用PMC-31311SSNB1C11型保偏光纤准直器。

本发明的锗酸铋晶体通过粘接剂固定连接在陶瓷管内，粘接剂为353ND胶水或环氧树脂；所述第一引出导线和第二引出导线通过导电胶分别与第一电极和第二电极电连接，导电胶为ABLEBOND2030SC银导电胶；所述第一光纤准直器和第二光纤准直器通过环氧树脂粘接剂与陶瓷管固定连接。

本发明与现有技术相比，由陶瓷管内的锗酸铋晶体的左右两边、陶瓷管内两端分别设置的第一光纤准直器和第二光纤准直器，锗酸铋晶体的上下两面，分别电连接的第一电极和第二电极构成的光学电压传感单元，结构简单可靠，稳定性好，灵敏度高，抗电磁干扰，可以实时监测电力系统电压状况，保证电力系统安全稳定运行。