Método de detecção de fase óptica aplicado a calibração de sensor de tensão polarimétrico

• Autor(a) principal: Tobal, Flávio Henrique Fernandes
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/192044
• topic: Optoeletrônica; Célula Pockels; Efeito Pockels; Sensor de alta tensão; Instrumentação; Medição; Interferometria; Metrologia; Medição de fase; Optoelectronics; Pockels cell; Pockels effect; High-voltage sensor; Instrumentation; Measurement; Interferometry; Metrology; Phase measurement

Atualmente, a técnica óptica de maior sucesso desenvolvida para medição de altas tensões em linhas elétricas de potência com frequências de 50/60 Hz, utiliza célula Pockels de niobato de lítio volumétrica, constituindo o chamado OVS - sensor óptico de tensão (do inglês: Optical Voltage Sensor). Mas, ao contrário da área de vibrometria onde existem padrões ISO baseados em métodos interferométricos simples e confiáveis para calibração de sensores, ainda não há procedimento padronizado para medição de Vπ (tensão de meia onda) da célula Pockels ou para calibração de OVSs. Como os OVSs baseados em células Pockels podem ser considerados como interferômetros polarimétricos, e inspirados pela norma ISO 16063-41 (para calibração de transdutores de vibração e choque), especificamente a técnica chamada SCM - método do sinal coincidente (do inglês: Signal Coincidence Method), este trabalho apresenta um novo método para detecção de fase óptica digital e processado em tempo real sob medida para medição de Vπ em OVSs. A fim de demonstrar a eficácia da nova técnica, medições foram executadas aplicando-se um sinal de tensão ao OVS, composto pela superposição de uma tensão senoidal de 60 Hz, com amplitude igual ao valor de referência de Vπ (4,07 kV neste caso) e uma tensão DC alta o suficiente para fornecer um retardo de fase bias estática de 90◦ , como especificado pelo SCM, comprovando que o método pode recuperar o valor de Vπ de acordo com o valor estimado. Entretanto, é sabido que o ajuste da fase bias em um interferômetro polarimétrico pode sofrer variações indesejadas de tempos em tempos, devido a desvios na temperatura ambiente e outros distúrbios externos, levando o OVS a um ponto fora do ponto de operação ideal e não atendendo ao padrão ISO. Como uma vantagem, experimentos demonstraram que o novo método é tolerante a variações na fase bias estática de 90◦ (variando de 60◦ a 120◦ ), bem como a variações na amplitude de tensão aplicada ao OVS, variando de ±25% em relação a tensão de referência 4,07 kV. Valores de Vπ foram detectados com precisão, com erro percentual máximo de 0,15% e, portanto, satisfazendo a especificação do padrão ISO 16063.