仪器仪表学报

作者：谭巧，沈捷，许诚，黄奕钒，徐启峰

单位：谭巧,1.福州大学电气工程与自动化学院福州350116； 2.闽江学院物理与电子信息工程学院福州350116,tqfeiji@163.com,沈捷,福州大学电气工程与自动化学院福州350116,,许诚,国网龙岩供电公司龙岩364000,,黄奕钒,福州大学电气工程与自动化学院福州350116,,徐启峰,福州大学电气工程与自动化学院福州350116,

关键词：光学电压传感器;动态解耦;线性双折射;补偿;相位延迟

基金：国家自然科学基金（62405058，62005110）、福建省自然科学基金（2022J011113）项目资助

光学电压传感器(OVS)是新一代电压互感器的发展方向。当前OVS面临的最大挑战是温漂引起的电光晶体线性双折射问题始终未能有效解决,成为制约其实用化的瓶颈。为此，提出面向温漂影响的OVS电光晶体线性双折射动态解耦与补偿方法。首先,基于晶体的光率体方程建立能够表征锗酸铋(BGO)晶体线性双折射的数学模型,分析线性双折射和电光相位延迟的产生机理和动态特性,为OVS线性双折射与电光相位延迟的解耦提供理论依据。然后,提出基于线性OVS的线性双折射解耦方法,其解调结果为电光相位延迟与线性双折射的线性叠加,其中电光相位延迟与待测电场直接相关,线性双折射因环境温度变化引入,基于两者产生的机理特性不同,可以将线性双折射从相位延迟中分离出来并予以补偿。在此基础上,提出了基于交流电压过零检测的OVS线性双折射补偿方法。实验结果表明,所提方法中电光晶体的线性双折射可测量、可补偿。在-20℃~70℃温度范围,研究与分析了BGO晶体线性双折射的温度特性,并且经所提方法补偿后OVS的比差<0.2579%，角差<14.2547′。最后,搭建的光功率波动与振动实验平台测试了所提方法的光功率无关性与振动特性。基于OVS的线性解调模式为解决OVS电光晶体线性双折射问题提供了新视角。

来源：2025年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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