Logo BSU

Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот документ: https://elib.bsu.by/handle/123456789/336856
Заглавие документа: Quasi-distributed fibre-optic sensor for high-voltage measurements
Другое заглавие: Квазираспределенный волоконно-оптический датчик для высоковольтных измерений / М. А. Ксенофонтов, А. В. Поляков
Авторы: Ksenofontov, M. A.
Polyakov, A. V.
Тема: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Дата публикации: 2025
Издатель: Минск : БГУ
Библиографическое описание источника: Журнал Белорусского государственного университета. Физика = Journal of the Belarusian State University. Physics. – 2025. – № 2. – С. 31-40
Аннотация: The recirculation measurement method is used to control high voltage. The quasi-distributed fibre-optic sensor was constructed as a closed optoelectronic circuit formed by a tunable radiation source, sensitive elements separated by spectral reflective elements, avalanche photodiodes and a regeneration block. A dual-wavelength tunable fibre ring laser was used as a radiation source had an output radiation power of 4.5 mW, two generated wavelengths separated by 200 GHz with a line width of 22.8 GHz. The sensitive element of this device was the single mode optical fibre, wound onto the piezoceramic tube. The measurement principle is based on the inverse transverse piezoelectric effect, as a result of which the applied electric voltage causes a change in the dimensions of the piezoceramic tube and the length of the wound optical fibre. Based on the theory of coupled modes, the spectral-energy parameters of five adjacent fibre Bragg gratings in the spectrum were simulated and the characteristics of the gratings were established, allowing them to be used as spectral-selective elements. Changing the recirculation frequency at different wavelengths allowed the electric voltage to be monitored at different points with high accuracy. The resolution of these sensors is estimated to be 4.3 Hz/kV for a piezoelectric ceramic tube radius of 12 cm. Relative accuracy of 0.30–0.45 % for the PZT-5H at the multi-point measurements is achieved in the voltage range of 20 –150 kV. The system is designed for automated measurement of electrical voltage at distribution transformer stations and high-voltage power lines.
Аннотация (на другом языке): Для контроля высоковольтного напряжения применяется рециркуляционный метод измерений. Квазираспределенный волоконно-оптический датчик выполнен в виде замкнутого оптоэлектронного контура, образованного перестраиваемым источником излучения, чувствительными элементами, разделенными спектральными отражательными элементами, лавинными фотодиодами и блоком регенерации. В качестве источника излучения использовался двухволновой перестраиваемый волоконный кольцевой лазер, который имел выходную мощность излучения 4,5 мВт, спектральный интервал между линиями генерации 200 ГГц и спектральную ширину 22,8 ГГц. Чувствительным элементом данного прибора является одномодовое оптическое волокно, намотанное на пьезокерамическую трубку. Принцип измерения основан на обратном поперечном пьезоэффекте, в результате которого приложенное электрическое напряжение вызывает изменение размеров пьезокерамической трубки и длины намотанного волоконного световода. С применением теории связанных мод проведено моделирование спектрально-энергетических параметров пяти соседних по спектру волоконных решеток Брэгга и установлены характеристики решеток, позволяющие использовать их в качестве спектрально-селективных элементов. Изменение частоты рециркуляции на разных длинах волн дало возможность осуществлять контроль электрического напряжения в разных точках с высокой точностью. Оценена разрешающая способность таких датчиков, равная 4,3 Гц/кВ для радиуса пьезокерамической трубки 12 см. Установлено, что при многоточечных измерениях для PZT-5Н достигается относительная погрешность 0,30 – 0,45 % в диапазоне напряжений 20 –150 кВ. Система предназначена для автоматизированного измерения электрического напряжения на распределительных трансформаторных станциях и высоковольтных линиях электропередач.
URI документа: https://elib.bsu.by/handle/123456789/336856
ISSN: 2520-2243
Лицензия: info:eu-repo/semantics/openAccess
Располагается в коллекциях:2025, №2

Полный текст документа:
Файл Описание РазмерФормат 
31-40.pdf891,19 kBAdobe PDFОткрыть
Показать полное описание документа Статистика Google Scholar



Все документы в Электронной библиотеке защищены авторским правом, все права сохранены.