应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，包括：采用气相沉积工艺制作预设纤芯折射率的初预制棒；根据预设的光纤尺寸和所述初预制棒的芯子尺寸，得到拉丝时预制棒的外径目标值；根据所述拉丝时预制棒的外径目标值，采用套棒工艺制成最终使用的预制棒；本发明专利技术能够简单高效的制备满足使用需要的应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒。

Method for preparing diamagnetic fiber core rod applied to optical fiber current transformer

The inverse magnetic core rod preparation method, the invention discloses a method used in optical fiber current transformer includes: the gas production process design of the core refractive index at the beginning of the preform deposition; according to the size of the fiber and the preset initial preform core dimensions, by drawing the preform diameter target value; according to the drawing of the preform diameter of the target value, the rod sleeve made of prefabricated process end use bar; the invention has the advantages of simple and efficient preparation to meet the need to use inverse magnetic core rod used in the optical fiber current transformer.

【技术实现步骤摘要】
应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法
本专利技术涉及光纤电流互感器
，特别是指一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法。
技术介绍
近年来，随着社会经济的快速发展，以及超高压超高电流在运输过程的出现，对智能电网的要求越来越高，传统的电磁感应式结构已逐渐暴露出与之不相适应的弱点，全光纤电流互感器以其轻便、安全、准确等优越的性能越来越得到行业的认可。目前，光纤电流互感器(fiberopticalcurrenttransformer,FOCT)都不能完全解决外界温度对光纤互感器精度的影响，光在光纤中传播的双折射现象也是不能彻底解决。伴随经济的快速发展，特别是中东部地区用电负荷和用电量的急剧增长，以及西电东输，随着超高压超高电流在运输过程的出现，对智能电网的要求越来越高。传统的电磁感应式结构已逐渐暴露出与之不相适应的弱点
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，简单高效的制备满足使用需要的应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒。基于上述目的本专利技术提供的一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，包括：采用气相沉积工艺制作预设纤芯折射率的初预制棒；根据预设的光纤尺寸和所述初预制棒的芯子尺寸，得到拉丝时预制棒的外径目标值；根据所述拉丝时预制棒的外径目标值，采用套棒工艺制成最终使用的预制棒。在一些实施方式中，所述气相沉积工艺为外汽相沉积法、汽相轴向沉积法、改良的化学气相沉积法、等离子气相沉积法中的一种或多种的组合。在一些实施方式中，当所述气相沉积工艺为外汽相沉积法时，沉积速率为20～30g/min。从上面所述可以看出，本专利技术提供的应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，能够简单高效的制备满足使用需要的应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法流程图；图2为磁光玻璃FR.5和FR-2的V值与温度之间的关系图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提供了一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法。参考图1，为本专利技术实施例的应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法流程图。所述应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，包括：步骤1：采用气相沉积工艺制作预设纤芯折射率的初预制棒；步骤2：根据预设的光纤尺寸和所述初预制棒的芯子尺寸，得到拉丝时预制棒的外径目标值；步骤3：根据所述拉丝时预制棒的外径目标值，采用套棒工艺制成最终使用的预制棒。光纤电流互感器是一种基于法拉第磁光效应，并以光纤为测量和传输介质的电流测量设备。与传统的电磁式电流互感器相比，其具有绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、动态范围宽、安全性高等特点。目前制约FOCT实际应用的主要因素是环境温度和线性双折射对其测量精度的影响，因此，设法减小环境温度和线性双折射的影响对FOCT的实用化具有重要意义。研发对温度不敏感的逆磁光纤逆磁玻璃即玻璃中的原子没有永久的电子轨道磁矩，在外加磁场的作用下，只会产生与磁场方向相反的极小的诱导磁矩。在外加磁场下，一般光学玻璃的大部分网络形成体和网络修饰体离子，如Si4+、Na+、Ca2+、Pb2+及Ba2+，所有的电子都以配对，具有惰性气体的电子层结构，显示出逆磁性。1985年，KazuoShiraishi等研究了逆磁玻璃FR-2和顺磁玻璃FR-5在10到90℃范围内的Verdet常数随温度的变化曲线，从其绘出的图中可以很清楚的看出，顺磁玻璃FR-5的Verdet常数随温度变化是一条斜线，V值随温度增大而减小；而逆磁玻璃FR.2的Verdet常数随温度变化很小，几乎是一条水平的直线，如图2所示。逆磁玻璃的V值除了热膨胀的作用，受温度影响很小，如果把逆磁玻璃做成光纤的形式，由于光纤做的很长，就会把逆磁玻璃的Verdet常数的温度效应放大，因此应该从最基础的玻璃组成上来降低玻璃的Verdet常数的温度系数。我们在这个基础上进一步研发逆磁光纤。提高逆磁光纤的法拉第效应(Verdent常数)法拉第效应是磁场引起介质折射率变化而产生的旋光现象，实验结果表明，光在磁场的作用下通过介质时，光波偏振面转过的角度(磁致旋光角)与光在介质中通过的长度L及介质中磁感应强度在光传播方向上的分量B成正比，即:θ＝VBL式中V称为费尔德常数，它表征物质的磁光特性。BorrelliN.F.16J研究了锗硅酸盐玻璃中不同PbO含量对玻璃Verdet常数的影响，最后得出了结论：随着PbO含量的增加，Verdet常数会逐渐增大；而随着入射光波长的不断增大，Verdet常数逐渐减小。之后在1998年，c.B.Pedroso等在室温下，对组成为Bi203.CdO.Ge02(BCG)及Bi203.PbO.Ge02.B203(BPGB)的几种玻璃的磁光性能进行了测试。结果表明玻璃的Verdet常数随着玻璃中重金属氧化物的含量的增加而变大，对三元系统BCG随着重金属含量的增加，Verdet常数的增加会有一个饱和值，而对于四元系统BPGB却没有出现类似的饱和值。当BPGB中各组分含量为60mol％Bi203，10mol％PbO，22mol％Ge02，8mol％B203，玻璃有最大的V值47.09rad/T-m。研究不同频率的光在光纤内的双折射现象在给定的工作波长上，只传输单一的基膜的光纤，称为单模光纤。如在阶跃型光纤中只传播HE11模或者LP01模。单模光纤中，LP01模有两种正交的偏振状态，其横向电场分别沿x轴方向和y轴方向，分别记为LP01x模和LP01y模。如果光纤是理想的，即其截面为标准的同心圆，折射率分布也是理想对称的，则这两个正交的模式位相常数完全相等，传输特性完全一样。这样的一对模式称为简并模。实际的光纤纤芯的几个形状可能不再是标准的圆柱，纤芯的折射率也可能因内部残余应力、扭曲等因素的影响而非理想的轴对称分布。这种非理想的状态导致LP01x模和LP01y模的相位常数βx和βy不相等，从而导致这两个正交的偏振状态模式在传输过程中产生附加的相位差，这就是单模光纤的双折射现象。单模光纤产生双折射现象的原因大致有三种：其一是光纤纤芯的截面不是理想的圆。这种由于纤芯截面的几何形状的变异引起的双折射可以称为几何双折射。其二是光纤中的应力引起的双折射，当光纤在两个正交的方向上受到不相等的横向应力时，光纤的折射率分布将呈各向异性，从而导致应力折射率。光纤所受到的应力主要是光纤从预制棒制作到拉丝，在到加护套，成揽等一系列工艺过程引起的。其三是由于光纤受到外加电磁场的影响，折射率分布发生变化，例如，光纤受到纵向磁场作用时将产生圆双折射，光纤中两个旋向相反的圆偏振波以不同的速度传播。具体实施方案包括：逆磁玻璃制作与检测选取TeO2、PbO和H3BO3三种化合物，H3BO3的摩尔比例固定为2％(H3BO3主要作用的粘合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，其特征在于，包括：采用气相沉积工艺制作预设纤芯折射率的初预制棒；根据预设的光纤尺寸和所述初预制棒的芯子尺寸，得到拉丝时预制棒的外径目标值；根据所述拉丝时预制棒的外径目标值，采用套棒工艺制成最终使用的预制棒。

【技术特征摘要】
1.一种应用于光纤电流互感器的逆磁光纤芯棒制备方法，其特征在于，包括：采用气相沉积工艺制作预设纤芯折射率的初预制棒；根据预设的光纤尺寸和所述初预制棒的芯子尺寸，得到拉丝时预制棒的外径目标值；根据所述拉丝时预制棒的外径目标值，采用套棒工艺制成最终使用的预制棒。2.根据权利要求1所述的应用于光纤电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，樊益平，樊博，张浩淼，张灏，舒一飞，张超，
申请(专利权)人：国网宁夏电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：宁夏,64