[发明专利]一种光纤电压测量系统与方法

说明书

本公开提供了一种光纤电压监测系统和方法，包括：激光与信号处理模块、压感光衰模块。还提供了电压测量方法，采用压感光衰装置对光的高频抑制吸收特性或者压控光功率衰减极值方法，在测量前先获得参考光功率，并定期或者每次测量前对参考光功率进行校准，提高了测量的准确性，本方法设置的装置结构简单，测量的信号单一，信号处理效率高，可以实现高精度的实时测量，降低了电压测量的设备设置成本。本公开可实现交直流电压的监测，可冗余配置，增强监测结果的可靠性。

技术领域

本公开涉及电压测量与监测相关技术领域，具体的说，是涉及一种光纤电压测量系统与方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

电压是一个基本物理参数，在电力电子领域电压测量是最重要和最基本的一项工作内容，在非电量测量中，也往往利用各种传感器将非电参数转换为电压参数，因此电压测量是基础工作之一。电压测量方式可分为直接电压测量法和间接电压测量法，直接电压测量法是指，利用电压电流方式直接测量电压，通过电流电压欧姆定律关系来直接对电压参量进行测量，间接测量方法主要是将电压转化为其他参量的测量，然后间接通过测量其参量得出电压。

发明人发现，采用直接测量存在电压测量范围的限制，并且测量成本较高，光纤电压传感器为最重要的一种间接电压测量方法。光纤电压测量系统利用光纤完成信号的传输，利用晶体特定的物理效应来感应电压，其具有抗电磁干扰，防燃、防爆、耐高压等特点。现有的光纤电压传感器的基本工作原理基本是根据功能材料的特定物理效应如泡克尔斯(Pockels)效应、电光克尔(Kerr)效应以及逆压电效应等。目前基于以上原理制成的电压传感器，光路复杂，光学元件多，因而校准困难，成本高，无法进行大批量的生产，面对多种复杂环境时的工作性能和运行的稳定性较差。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种光纤电压监测系统及方法，采用光衰减型光纤检测，以实现对电压参量的快速准确测量。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种光纤电压监测方法，包括如下步骤：

根据压感光衰装置对光的高频抑制吸收，获得参考光功率；

向压感光衰装置发送测量光，检测通过压感光衰装置的光的实际光功率；

根据实际光功率与参考光功率计算获得衰减系数；

根据衰减系数，以及压感光衰装置的输入电压与衰减系数之间的关系，获得待测端的电压。

本公开第二方面提供了一种光纤电压监测方法，包括如下步骤：

发射测量光，检测待测端电压多个周期性变化的输出光功率，采用压控光功率衰减极值方法获得参考光功率；

向压感光衰装置发送波长为λ₁的测量光，检测通过压感光衰装置的光的实际光功率；

根据实际光功率与参考光功率计算获得衰减系数；

根据衰减系数，以及压感光衰装置的输入电压与衰减系数之间的关系，获得待测端的电压。

本公开第三方面提供了一种光纤电压监测系统，包括光源与信号检测处理装置和一个或多个压感光衰装置，所述光源与信号检测处理装置与压感光衰装置通过光纤连接，压感光衰装置连接在待检测电压端，光源与信号检测处理装置用于提供入射光和用于处理压感光衰装置采集的信号；

光源与信号检测处理装置至少包括激光模块、光功率检测模块及控制单元，控制单元分别与激光模块、光功率检测模块通信连接，所述控制单元上述一种光纤电压监测方法。

本公开第四方面提供了一种光纤电压监测方法，包括如下步骤：