研讨团队完成高压电流的高精度量子丈量

  团队的孙方稳教授与张少春副研讨员，联合国网安徽省电力有限公司电力科学研讨院、安徽省国盛量子科技有限公司等单位，根据金刚石氮-空位（NV）色心在国际上初次研制出一种量子电流互感器，完成了0.05%的沟通幅值丈量精度。现在，该量子电流互感器已经在变电站成功挂网运转，完成了沟通电的实时状况监测，验证了量子传感在电力场景中的实用性。相关效果日前发表于《使用物理快报-光子学》，一起被期刊修改选为同期特征文章。

  在电力体系中，高压电流丈量至关重要，其可靠性和准确性必定的联系到高压电流形式操控、节能和电力维护。可是，跟着高压或超高压电网的大规模展开，电网的宽带振动和谐波共振问题日渐严峻，传统丈量办法难以在宽电流和温度规模内满意高精度丈量的要求。金刚石NV色心展现出许多杰出特性，使其在磁场传感范畴得到遍及使用，特别是磁场丈量可被反演至NV色心能级共振频率丈量，使得金刚石传感器在高精度电流丈量方面颇具使用远景。可是现在金刚石量子传感器还面临着集成化过程中的功能直线下降等问题，导致其在实践使用中存在许多约束。

  孙方稳团队长时间展开金刚石量子传感器材的加工制备研讨，霸占了系列关键技能。未处理电流丈量难题，此次研讨中团队选用光纤-金刚石传感器进行高压电流丈量，四个集成化金刚石量子传感器均匀分布在磁屏蔽环中，其[100]晶向与沟通磁场平行以进步信噪比。研讨提出了在零偏置磁场下对荧光信号进行倍频转化和加权均匀的处理办法，该办法可以重构50赫兹沟通电的波形；一起，为了拓展电流丈量动态规模，选用共振频率盯梢办法，坚持金刚石传感器对不同巨细电流导致磁场改变的敏感性；针对实践使用中体系气温改变影响丈量精度的问题，经过双频量子操控办法可抑制温度漂移；终究在0至1000安培规模内进行电流丈量，将丈量结果与规范电流互感器作比照，完成了0.05%的丈量精度。

  此外，该效果终究使用于安徽合肥110kV变电站的电流实时监测，成功完成对三相沟通电路中单相电流的实时监测。该作业不只霸占了金刚石量子传感器的集成化关键技能，并且推动了量子传感技能在工业范畴的使用落地。