谢楠 作品数:19 被引量:58 H指数:5 供职机构: 福州大学电气工程与自动化学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 电气工程 理学 机械工程 电子电信 更多>>
基于四电平编码与弱光通信的极低功耗传光式电流互感器 2024年 针对传光式电流互感器高压侧现有的母线取能和激光供能方式存在供电死区、能量转换效率低、使用寿命不足等问题,提出一种基于四电平编码与弱光通信的极低功耗光电传输系统方案。首先,设计三态门电路将信号采集模块的采样时钟和数据信号叠加为一个四电平信号。然后,利用超高亮度且极低功耗的LED将四电平信号转换为光信号并通过光纤传输至低压侧。最后,在低压侧通过高灵敏度雪崩光电二极管探测器进行弱光检测后输入解码电路实现信号解码。将极低功耗光电传输系统应用于传光式电流互感器中进行实验验证,测量结果满足0.2级精度要求,系统高压侧的平均功耗可降低至3.91 mW,保证测量精度的同时大幅降低了功耗。由于高压侧的功耗极低,故可采用大容量电池或小功率光伏系统等可靠供能方案,从而解决了高压侧的供能问题,提高了系统的稳定性和可靠性。 徐文浩 徐启峰 谢楠BGO晶体固有线性双折射及其温度特性的定量研究 被引量:5 2016年 BGO晶体的固有线性双折射及其温度特性严重制约着光学电压互感器(OVT)的实用化进程,对其进行定量研究有助于提高和改进OVT的性能。文中提出了一种晶体劈干涉条纹图像法,通过测量干涉条纹的移动实现对BGO晶体内部固有线性双折射及其温度特性的准确测量。文中采用琼斯矩阵对测量原理进行了推导,并给出了测量实例和验证结果。结果表明,单位长度的BGO晶体固有线性双折射会给OVT带来约1.0%的测量误差;考虑温度特性,误差约为1.2%,对于OVT必须具备0.2%的测量准确度是一个严重挑战。文中提出的方法与传统的光强法比较,不受光源功率波动的影响,在测量过程中无需调节光学元件,不会引入额外的误差,测量准确度提高了约一个数量级。 谭巧 徐启峰 谢楠 邱鑫茂 谢榕芳关键词:线性双折射 干涉条纹 基于条形铝金属偏振光栅实现的线性光学电压互感器 被引量:4 2021年 现有的光学电压互感器(optical voltage transducers,OVTs)存在3个原理性缺陷:1)测量模式具有光功率依赖性;2)非线性测量;3)晶体固有的半波电压对测量范围与测量灵敏度的限制。这些缺陷损害OVT长期运行的可靠性与准确性。解决上述问题的思路是实现电光相位延迟的直接线性测量。为此,该文提出一种基于条形铝金属偏振光栅实现的线性OVT,将电光相位延迟直接转换为光斑图像的同步平移,采用位置敏感探测器对光斑定位,实现对电压的线性测量。该方法克服了上述3个原理性的缺陷,并改善了温漂,对电光相位延迟的测量范围达到±100°,测量准确度达到0.2级。 徐启峰 黄奕钒 谢楠 谭巧 许玉婷关键词:光学电压互感器 亚波长径向偏振光栅的设计 被引量:3 2017年 针对现有电力光学电流传感中法拉第旋转角的非线性测量、解调模式的光强依赖性等问题,本文设计了一种环型亚波长偏振光栅,其光栅矢量径向分布,可将偏振光的偏振分布转化为光斑强度分布并与偏振面同步旋转。应用琼斯矩阵对其偏振特性进行分析,运用严格耦合波理论对光栅进行仿真分析与优化设计,并制备了辐射状的环型铝金属光栅。测试结果表明,光栅TM光的透过率大于80%、整体消光比大于100,可实现对光偏振态的直接检测,并具有线性测量范围大、测量结果不依赖于光的绝对强度等优点,可用于基于图像分析的偏振检测技术。 谭巧 徐启峰 谢楠关键词:光栅 径向偏振光 用晶体斜劈方法测量石英波片相位延迟的温度特性 被引量:9 2014年 介绍了一种基于晶体斜劈的偏振光相位延迟量的精密测量方法,并将该方法用于测量零级和多级石英波片相位延迟量的温度特性。该测量方法不受光源功率波动的影响,相位测量精度可以达到0.05°。相比于传统的测量方法,晶体斜劈方法在相位测量过程中无需调节光学元件,可以实时地测量相位变化,而且该方法可用于任意光学元件引入相位延迟的精确测量,或推广到不同的光学波段。 许灿华 徐启峰 谢楠关键词:物理光学 虚实协同的“配电网自动化技术”实验项目建设 2024年 为了加强配电网自动化技术课程建设,提出基于虚实协同配合的实验教学方案。以“情景互动、探究创新”为实验教学理念,将课堂理论、虚拟仿真和物理仿真三者紧密结合。从需求导向出发,设计了四个渐进式实验,通过沉浸式教学,让学生了解配电网和开关设备的结构形态,掌握配电网运行、故障与保护算法的原理,培养学生的创新思维和创新设计能力。最后,建立主、客观评价相结合的综合评价体系,对学生参与实验的每个环节进行评价,通过收集反馈信息,持续改进评价体系。 林宝全 高伟 郭谋发 谢楠关键词:配电网 实验教学 物理仿真 改善OVT内电场分布的介质包裹法 被引量:4 2017年 基于Pockels效应的光学电压传感器(Optical Voltage Transducer,OVT),运行中不可避免地存在震动、元器件连接的老化与热胀冷缩等问题,导致光学器件的相互位置产生偏移,进而影响电光晶体的内电场分布。文中以基于会聚偏光干涉原理的110 k V纵向调制的OVT为例,进行了仿真分析与实验研究,发现当入射光发生±0.5°的偏移或电光晶体发生±1°的偏移时,分别引入约0.107%和0.124%的电场积分误差。由于OVT必须满足0.2%的准确度要求,上述影响不容忽视。为此提出了介质包裹法,将Al2O3陶瓷包裹在电光晶体外部,使电场积分误差分别降低至0.001%和0.003%。实验与应用的情况表明,介质包裹法简单、实用、有效。 黄奕钒 徐启峰 陈霖扬 谭巧 谢楠关键词:光学电压传感器 POCKELS效应 采用数值方法分析铁电体取向对硅上电光调制器的调控研究 提出了一种电光效应数值计算方法,适用于各种类型的铁电体和电光晶体调制器。采用该方法分析了钛酸钡(BTO)和铌酸锂(LN)等铁电体取向对硅上电光调制器的影响。硅上铁电体调制器与cmos工艺兼容,其中BTO调制器采用Si(硅... 谢楠 徐启峰 谭巧 邹阳锗酸铋电光晶体的半波电压调控 被引量:1 2018年 提出了一种通过改变晶体切割方向,调控和提高锗酸铋晶体半波电压的方法,可以显著扩大光学电压传感器的测量范围。使用电光效应耦合波理论,分析了半波电压对晶体切割方向的依赖关系。晶体切割方向决定了锗酸铋晶体的通光方向和电场方向。分析结果表明,当晶体沿[-2^(-0.5),2^(-0.5),0]和[0.219,0.219,0.951]方向切割时,可使半波电压提高为标准切割方向的5倍;当晶体沿[0.140,0.275,0.951]和[2^(-0.5),2^(-0.5),0]方向切割时,半波电压可提高至12倍。讨论了光传播方向对半波电压的影响,锗酸铋晶体采用标准切割方向,光路角度偏移在±0.05π范围内时,半波电压的变化量小于0.06%。该半波电压调控方法同样适用于其它电光晶体。 谢楠 邱鑫茂 徐启峰 谭巧 马靖关键词:半波电压 锗酸铋 耦合波理论 改善纵向调制光学电压互感器内电场分布的新方法 被引量:5 2017年 基于纵向调制Pockels效应的光学电压互感器(OVT),其电光晶体内电场分布的均匀性对测量结果影响很大。通过对多片晶体叠层的纵向调制OVT结构进行电场仿真分析可知,由于晶体内电场分布不均匀,当晶体薄片或光路的角度发生微小偏移时,其通光路径上的积分电压误差一般为0.2%左右,接近或超出了0.2%的准确级要求。为改善其内电场分布,文中针对多片晶体叠层的纵向调制OVT结构,提出了石英介质分层法,通过ANSYS Maxwell有限元分析软件和实验验证了方法的有效性。在保证有效提高半波电压和测量灵敏度的前提下,可以使积分电压误差降低到0.05%以下,保证了0.2%的准确级要求。 陈霖扬 徐启峰 谢楠 谭巧关键词:光学电压互感器 有限元分析 电场分布