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光纤电流传感器

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  • 颁布功夫:2015/3/2 8:34:17
  • 作者:东升国际官网电气
界说
光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新型电流传感器。。。。。
1
光纤电流传感器道理

  Tip:当线偏振光在介质中传布时,,,,,,,,若在平行于光的传布方向上加一强磁场,,,,,,,,则光振动方向将产生偏转,,,,,,,,偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比,,,,,,,,即ψ=V*B*l,,,,,,,,比例系数V称为费尔德常数,,,,,,,,与介质性质及光波频率有关。。。。。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。。。。。上述景象称为法拉第效应。。。。。1845年由M.法拉第发现。。。。。

01光纤电流传感器结构

图示:光纤电流传感器结构示意图 
  图示:光纤电流传感器结构示意图

  纤电流传感器重要由传感头、输送与接管光纤、电子回路等三部门组成(如图所示)。。。。。传感头蕴含载流导体,,,,,,,,绕于载流导体上的传感光纤,,,,,,,,以及起偏镜、检偏镜等光学部件。。。。。电子回路则有光源、受光元件、信号处置电路等。。。。。从传感头有无电源的角度,,,,,,,,可分为无源式和有源式两类。。。。。

02无源式光纤电流互感器(OFCT)

  OFCT重要利用了法拉第磁光效应。。。。。即磁场不能对天然光产生直接作用,,,,,,,,但在光学各向同性通明介质中,,,,,,,,表加磁场H可使在介质中沿磁场方向传布平面偏振光的偏振面产生旋转。。。。。这种景象被称为磁致旋光效应或法拉第效应。。。。。
  当一束线性偏振光通过置于磁场中的法拉第旋光资料时,,,,,,,,若磁场方向与光的传布方向一样,,,,,,,,则光的偏振面将产生旋转。。。。。旋转角θ正迸宗磁场强度H沿偏振光通过资料蹊径的线积分:

 

旋转角推算

式中,,,,,,,,V为磁光资料的Verder常数,,,,,,,,旋转角度ε纂被测电流i成正比。。。。。利用检偏器将旋转角θ的变动,,,,,,,,转换为输出光强度的变动,,,,,,,,经光电变换及相应的信号处置,,,,,,,,便可求得被测电流i,,,,,,,,如图所示。。。。。


 光纤电流传感器探头
图示:光纤电流传感器传感头

03有源式光纤电流传感器(HOCT)

  这是一种基于传统互感器传感道理,,,,,,,,利用有源器件调造技术、以光纤为信号传输媒介,,,,,,,,将高压侧转换得到的光信号送到低压侧解调处置,,,,,,,,并得到被测电流信号的新型传感器。。。。。它既阐扬了光纤系统的绝缘机能好、抗滋扰能力强的利益显著降低了大电流高压互感器的体积、沉量和造作成本,,,,,,,,又利用了传统互感器道理技术成熟的优势,,,,,,,,预防了纯光学互感器光路复杂、不变性差等技术难点。。。。。
  有源OFCT是通过一次采样传感器(空心线圈或幼CT,,,,,,,,电阻分流器) 将电流信号传递给发光元件而造成光信号,,,,,,,,再由光纤传递到低电位侧、变换成电信号以来输出。。。。。高压侧电子器件供电方式有光供电、母线电流供电和太阳能电池供电等。。。。。目前利用最多的是选取空心线圈的有源式OFCT,,,,,,,,其组成道理图如图所示。。。。。

 有源式光纤电流传感器组成道理图
图示:有源式光纤电流传感器组成道理图

  空心线圈的截面为矩形或圆形,,,,,,,,其感应电动势与线圈的尺寸、匝数以及一次电流有关,,,,,,,,受表磁场和载流导体地位的影响幼。。。。。因而,,,,,,,,对空心线圈的输出电压积分即可还原为被测电流。。。。。
  以上内容摘录自光纤电流传感器的工作道理及利用,,,,,,,,邓隐北、彭晓华。。。。。

2
光纤电流传感器利用

  光纤电流传感器重要利用于电力系统中电流的丈量;;;;;;除此之表与电机造作厂、丈量仪器仪表厂结合,,,,,,,,还可研造开发线路变乱点的标定装置及变乱区间的判定装置等一系列电力系统的丈量、诊断装置。。。。。


 柔性光缆的FOCT在中国电力科学钻研院(武汉)做隔离刀开合闸测试现场
图示:带柔性光缆的FOCT在中国电力科学钻研院(武汉)做隔离刀开合闸测试现场

高精度全光纤大电流直流传感器在中国计量科学钻研院作现场校对测试
图示:高精度全光纤大电流直流传感器在中国计量科学钻研院作现场校对测试

3
光纤电流互感器优势
 。。。。。1)绝缘结构单一,,,,,,,,尺寸幼,,,,,,,,造价低.由于光纤拥有优良的绝缘个性,,,,,,,,凹凸压之间的绝缘通过光纤再加上绝缘套来实现,,,,,,,,从而使互感器的结构大为简化。。。。。固然HOCT依然拥有铁心和线圈,,,,,,,,但由于一,,,,,,,,二侧均处于高压侧,,,,,,,,一,,,,,,,,二侧之间的电位差比力幼,,,,,,,,故不必要高压绝缘隔离,,,,,,,,因而磁路短,,,,,,,,尺寸幼,,,,,,,,电压等级的提高也不会带来太多的扭转,,,,,,,,因而合用于高压电力系统中。。。。。
 。。。。。2)丈量正确度高.利用光的磁光效应丈量电流,,,,,,,,彻底抛弃的电磁式铁心绕组的结构,,,,,,,,没有故障电流下的鼓和漏电,,,,,,,,丈量也无磁滞效应,,,,,,,,同时拥有高的抗电磁滋扰的能力和活络度,,,,,,,,正确度。。。。。由于对一,,,,,,,,二侧的绝缘不如传统的电磁式互感器高,,,,,,,,因而采样电流的铁心线圈能够选取正确度较高的电流互感器,,,,,,,,或者选取带气隙的铁心线圈,,,,,,,,较好的暂态机能.二次侧所带的负载通常是电子线路,,,,,,,,负载恒定,,,,,,,,因而不要求二次线圈提供较大的功率,,,,,,,,这样也有利于丈量精度的提高。。。。。
 。。。。。3)设备装置和检建方便。。。。。只必要更换线圈的规格来适应分歧的电压等级,,,,,,,,而其他部件不必要更换,,,,,,,,拥有优良的升级性。。。。。
 。。。。。4)运行安全,,,,,,,,不会产生二次开路的高压和选取油浸式所引起的爆炸等景象。。。。。
 。。。。。5)有利于变电站综合自动化水平的提高。。。。。由于传递到低压侧的信号都罕见字接口,,,,,,,,由数据采集系统进行数据处置,,,,,,,,能够得到系统的运行情况.直接能够供丈量和;;;;;;な褂。。。。。此表选取数字化接口,,,,,,,,还能够尝试远距离??????。。。。。
 。。。。。6)基于光纤互感器技术的MOCT和HOCT的丈量动态领域宽,,,,,,,,活络度高。。。。。

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