[发明专利]一种基于里德堡原子斯塔克效应的电压互感器

说明书

本发明公开了一种基于里德堡原子斯塔克效应的新型电压互感器，它包括：一次接线端子和传感探头；传感探头包括有一次高压电极板、地电极板和里德堡原子气室；一次接线端子与一次高压电极板连接，用于引入高压线路电压；通过引入的高压线路电压，在里德堡原子气室中基于斯塔克效应测量一次高压电极板和地电极板间的电场强度，并测量出电压值。本发明基于里德堡原子斯塔克效应为原理的电压测量方法，可以溯源至原子能级等基本物理量，其测量精度将大幅提高，测量误差相较传统互感器明显降低；本发明相比传统电磁式电压互感器，本发明不含铁芯与二次绕组，具有体积小，重量轻的特点，易于小型化，同时也无磁饱和的限制。

技术领域

本发明涉及互感器技术领域，特别是一种基于里德堡原子斯塔克效应的电压互感器。

背景技术

现有电磁式互感器随着电压等级的提高，其体积、质量、绝缘结构复杂程度以及生产成本都会相应提高；由于电磁式电压互感器使用铁芯耦合一次和二次回路，短路电力中的非周期分量将引起磁饱和；产生的铁磁谐振也是一个安全隐患。同时，现有电子式互感器还存在测量精度不高的问题。本发明将解决现有电磁式互感器存在的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种基于里德堡原子斯塔克效应的电压互感器，可以溯源至原子能级等基本物理量，其测量精度将大幅提高，测量误差相较传统互感器明显降低。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于里德堡原子斯塔克效应的电压互感器，它包括有：一次接线端子和传感探头；

所述传感探头包括有一次高压电极板、地电极板和里德堡原子气室；

一次接线端子与所述一次高压电极板连接，用于引入高压线路电压；

通过引入的高压线路电压，在里德堡原子气室中基于斯塔克效应测量一次高压电极板和地电极板间的电场强度，并测量出电压值。

进一步，所述里德堡原子气室内还包括有用于提供获得里德堡原子所需的探测激光与耦合激光。

进一步，所述里德堡原子气室包括铯原子和/或铷原子；

其中，铯原子使用852nm探测激光和510nm耦合激光；

铷原子使用780nm探测激光与480nm耦合激光。

进一步，所述传感探头还包括有连接光纤；

所述连接光纤用于导入获得里德堡原子所需的探测激光与耦合激光。

进一步，所述电压互感器还包括有外部激光平台，所述外部激光平台与所述连接光纤连接，用于提供获得里德堡原子所需的泵浦光与耦合光，并通过连接光纤传递至传感探头。

进一步，所述外部激光平台包括有探测激光源、耦合激光源和分光光路及数据采集系统；

所述探测激光和所述耦合激光源与所述分光光路及采集系统连接；

所述外部激光平台还接收所述传感探头折返的探测光信号，并将所述探测光信号作为电压传感的信号汇集至分光光路及采集系统。

进一步，所述外部激光平台还包括有多个供电压互感器实用的光纤输出输入端口。

进一步，所述里德堡原子气室外壳为金属外壳；

所述里德堡原子气室外还设置有用于进行绝缘与支撑的高压绝缘套管。

进一步，所述里德堡原子气室内部还填充有绝缘气体。