高电压技术
高電壓技術
고전압기술
HIGH VOLTAGE ENGINEERING
2013年
11期
2678-2685
,共8页
万代%钟力生%于钦学%陈楠%George Chen
萬代%鐘力生%于欽學%陳楠%George Chen
만대%종력생%우흠학%진남%George Chen
光纤%传感头%Faraday旋光效应%光纤电流传感器%结构设计%灵敏度
光纖%傳感頭%Faraday鏇光效應%光纖電流傳感器%結構設計%靈敏度
광섬%전감두%Faraday선광효응%광섬전류전감기%결구설계%령민도
optical fiber%sensing head%Faraday rotation effect%optical fiber current sensor%structure design%sensitivity
小信号测量领域特别是局部放电检测中,全光纤电流传感器在灵敏度方面存在较大问题,针对该问题进行了研究.首先给出了光纤模型中Faraday旋光效应的经典理论解释,并对折射率表达式进行了修正,在此基础上设计了传统直线型、螺线管嵌套型和多光路反射式等3种光纤电流传感器结构.然后使用COMSOL多模场耦合仿真软件对所设计的3种光纤传感系统的传输场进行了计算仿真和对比分析,结果表明螺线管嵌套型全光纤电流传感器和多光路反射式光纤电流传感器的灵敏度分别比传统直线型光纤电流传感器高1 000倍和600倍以上.最后对所设计的2种新型传感器性能关系进行了分析,结果表明螺线管嵌套型光纤电流传感器加工精度要求不高,传感光纤的安装位置对测试结果影响不大;多光路反射式光纤电流传感器加工精度要求很高,传感头的安装位置对测试结果影响不大.综上所述2种新型传感器均使灵敏度得到极大改善,且在实验测试中即使传感头位置变化对测试结果也影响不大.未来将依据所设计的系统对传感器的潜在应用进行进一步的实验研究.
小信號測量領域特彆是跼部放電檢測中,全光纖電流傳感器在靈敏度方麵存在較大問題,針對該問題進行瞭研究.首先給齣瞭光纖模型中Faraday鏇光效應的經典理論解釋,併對摺射率錶達式進行瞭脩正,在此基礎上設計瞭傳統直線型、螺線管嵌套型和多光路反射式等3種光纖電流傳感器結構.然後使用COMSOL多模場耦閤倣真軟件對所設計的3種光纖傳感繫統的傳輸場進行瞭計算倣真和對比分析,結果錶明螺線管嵌套型全光纖電流傳感器和多光路反射式光纖電流傳感器的靈敏度分彆比傳統直線型光纖電流傳感器高1 000倍和600倍以上.最後對所設計的2種新型傳感器性能關繫進行瞭分析,結果錶明螺線管嵌套型光纖電流傳感器加工精度要求不高,傳感光纖的安裝位置對測試結果影響不大;多光路反射式光纖電流傳感器加工精度要求很高,傳感頭的安裝位置對測試結果影響不大.綜上所述2種新型傳感器均使靈敏度得到極大改善,且在實驗測試中即使傳感頭位置變化對測試結果也影響不大.未來將依據所設計的繫統對傳感器的潛在應用進行進一步的實驗研究.
소신호측량영역특별시국부방전검측중,전광섬전류전감기재령민도방면존재교대문제,침대해문제진행료연구.수선급출료광섬모형중Faraday선광효응적경전이론해석,병대절사솔표체식진행료수정,재차기출상설계료전통직선형、라선관감투형화다광로반사식등3충광섬전류전감기결구.연후사용COMSOL다모장우합방진연건대소설계적3충광섬전감계통적전수장진행료계산방진화대비분석,결과표명라선관감투형전광섬전류전감기화다광로반사식광섬전류전감기적령민도분별비전통직선형광섬전류전감기고1 000배화600배이상.최후대소설계적2충신형전감기성능관계진행료분석,결과표명라선관감투형광섬전류전감기가공정도요구불고,전감광섬적안장위치대측시결과영향불대;다광로반사식광섬전류전감기가공정도요구흔고,전감두적안장위치대측시결과영향불대.종상소술2충신형전감기균사령민도득도겁대개선,차재실험측시중즉사전감두위치변화대측시결과야영향불대.미래장의거소설계적계통대전감기적잠재응용진행진일보적실험연구.
