[发明专利]基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器及分布式布网结构

权利要求书

1.一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，包括位于高压侧的光学电压传感探头、位于低压侧的宽带光源、光谱解调单元、信号处理单元以及连接以上各组件的光纤，其特征在于：光学电压传感探头包括压电材料、准直透镜、光纤尾纤，压电材料为长方体结构，沿纵向的两个端面镀有电极，分别连接高压端子和接地端子，沿横向的中央位置打有圆柱形通孔，准直透镜一端镀有反射膜，另外一端用光学胶与光纤尾纤粘接在一起，在真空环境下，两个准直透镜插入压电材料的通孔内，使镀有反射膜的两个端面相向并在之间保留间隙形成一个F-P腔，F-P腔两侧的光纤伸出绝缘结构外，分别与低压侧的宽带光源及光谱解调单元相连。

2.如权利要求1所述的一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，其特征在于：所述准直透镜镀有反射膜的两个端面之间保留10至60微米长度的间隙。

3.如权利要求1所述的一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，其特征在于：整个光学法布里-珀罗腔被封装在由环氧树脂压铸成的绝缘结构内。

4.如权利要求1所述的一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，其特征在于：所述宽带光源发出的光通过光学法布里-珀罗腔时，只有满足光学法布里-珀罗腔谐振条件的光波长才能透射，谐振条件表示为：

mλ=2L

其中，λ是由F-P腔透射的光波长；m是一个任意的整数；L是光学法布里-珀罗腔的腔长，在高电压作用下，压电材料产生伸缩，导致L的变化，根据光学法布里-珀罗腔谐振条件，λ将发生相应的漂移，漂移量与加在压电材料两端的一次电压成正比。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，其特征在于：所述光谱解调单元由光谱仪或可调谐滤波器加光电探测器构成。

6.如权利要求1至4任一项所述的一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，其特征在于：所述信号处理单元包括模数转换器和数字信号处理模块，模数转换器将光谱解调单元送来的模拟电压信号转换成数字量后送入数字信号处理模块，所述数字信号处理模块对数字量信号进行滤波处理后，形成最终的数字信号输出。

7.如权利要求1所述的一种基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器，其特征在于：所述压电材料的通孔两端带有开口朝外的锥形杯口，在锥形杯口处点光学胶将准直透镜与压电材料固定。

8.一种采用如权利要求1至7任一项所述的基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器的分布式布网结构，其特征在于：所述宽带光源用一个分束器分成多路，每一路对应一个测量节点的光学电压互感器探头，多路光学电压互感器探头最终通过一个波分复用器合成一路输入到光谱解调单元，将每一路的波长信号解调出来，再由信号处理单元转换成数字信号输出。

9.一种采用如权利要求8所述的采用基于光学法布里-珀罗腔的电压互感器的分布式布网结构，其特征在于：通过设定各路法布里-珀罗腔的腔长，给每一路分配一个波长带宽的通道，当电压改变时，光学电压互感器探头输出的波长随之在各自的通道带宽内漂移。