Pockels效應(yīng)電光傳感機(jī)理建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們對(duì)電力需求量不斷增大，我國(guó)的電網(wǎng)向著智能化，大容量，數(shù)字化，高電壓的方向不斷發(fā)展，在這樣的背景下，傳統(tǒng)電磁式電壓互感器的缺點(diǎn)越來越凸顯出來，越來越難以滿足現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展要求。光學(xué)電壓互感器(OTV)由于其獨(dú)特的傳感機(jī)理，使其擁有絕緣性好、安全、動(dòng)態(tài)范圍大、頻帶寬、體積小、重量等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)贏得了人們的關(guān)注，多國(guó)的科研人員在光學(xué)電壓互感器投入了大量的金錢和時(shí)間。但目前的光學(xué)電壓互感器仍然存在一些有待解決的問題。主要表現(xiàn)為在運(yùn)

2、行時(shí)測(cè)量結(jié)果會(huì)隨溫度的變化產(chǎn)生溫度漂移這方面。因此有必要對(duì)光學(xué)電壓互感器的傳感機(jī)理進(jìn)行研究。
　　本文首先對(duì)基于Pockels效應(yīng)的光學(xué)電壓互感器進(jìn)行了研究，根據(jù)互感器中的電光晶體的數(shù)學(xué)模型得到了分布參數(shù)模型，并根據(jù)互感器各個(gè)部分的數(shù)學(xué)模型，得到了光學(xué)電壓互感器的系統(tǒng)方框圖。
　　在有限元分析軟件COMSOL中，根據(jù)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電光晶體進(jìn)行了建模，建立了宏觀和微觀模型。在宏觀模型中，得到了晶體的電場(chǎng)分布;在微觀模型中，對(duì)Po

3、ckels效應(yīng)進(jìn)行了建模仿真，得到了對(duì)晶體未施加電壓和施加電壓時(shí)，光波在晶體中的偏振態(tài)分布，并對(duì)偏振態(tài)的演化進(jìn)行了理論分析，驗(yàn)證了分布參數(shù)的有效性，同時(shí)得到了晶體微元中的電場(chǎng)分布。
　　以光學(xué)電壓互感器為例，在COMSOL中對(duì)光學(xué)電壓互感器進(jìn)行了溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力多物理場(chǎng)建模仿真，應(yīng)用了分布參數(shù)模型對(duì)光學(xué)電壓互感器進(jìn)行了熱應(yīng)力分析，得到了在單一熱源情況下，溫度對(duì)光學(xué)電壓互感器的影響。
　　在實(shí)驗(yàn)中，將頻譜遷移理論應(yīng)用到了光學(xué)直流