基于光纖大電流光電傳感器原理及設計

基于光纖大電流光電傳感器原理及設計

隨著電力工業的迅速發展，電力傳輸系統容量不斷增加，運行電壓等級越來越高，不得不面對棘手的強大電流的測量問題。一次儀表和二次儀表之間的電絕緣和信息傳遞的可靠性要求可能使傳統的測量手段無用武之地。而在高電壓、大電流和強功率的電力系統中，測量電流的常規技術所采用的以電磁感應原理為基礎的電流光電傳感器(簡稱為CT)，暴露出一系列嚴重的缺點：由爆炸引起的災難性事故的潛在危險；大故障電流導致鐵芯磁飽和；鐵芯共振效應；滯后效應；輸出端開路導致高壓；體積大、重量大、價格昂貴；精度無法做得很高；易受電磁干擾影響。傳統CT已難以滿足新一代電力系統在線檢測、高精度故障診斷、電力數字網等發展的需要將光纖傳感技術引入到電流檢測中的光纖電流光電傳感器(簡稱OCS)成為解決上述難題的最好方法。

　　自從1973年，Hcqyu首先提出光學電流傳感的想法以來，光纖傳感技術已發展了20多年。與普通電磁互感器相比，在高強電流測量應用中光纖電流光電傳感器具有以下優點：光纖電流光電傳感器沒有磁飽和現象，也不像通常的電磁互感器的動態工作范圍受磁飽和效應的限制；光纖電流光電傳感器抵抗高電磁干擾，對環境的要求低；光纖電流光電傳感器可以在較寬的頻帶內，產生高線性度響應；光纖電流光電傳感器體積比較小，安裝使用比較方便等。

　　總之，光纖電流光電傳感器具有許多優點，尤其是它的絕緣性能好，體積小，成本低，并且頻帶寬，響應時間短，可同時用于測量直流、交流及脈沖大電流，因此可望成為高壓下測量大電流的理想光電傳感器。

基于光纖大電流光電傳感器原理及設計
　　1 光電傳感器原理及光路設計

　　光纖電流光電傳感器利用磁光材料的法拉第效應，在光學各向同性的透明介質中，外加磁場H可以使在介質中沿磁場方向傳播的平面偏振光的偏振面發生旋轉，偏轉角度通過檢偏器可確定。其原理如圖1所示，B為兩偏振器夾角，θ為平面光通過磁光晶體后發生的偏轉角。

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光電傳感器

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