光纤电流互感器的特点和原理

　　定义：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）绝缘结构简单，尺寸小，造价低，由于光纤具有良好的绝缘特性，高低压之间的绝缘通过光纤再加上绝缘套来完成，从而使互感器的结构大为简化。

　　虽然HOCT仍然具有铁心和线圈，但由于一，二侧均处于高压侧，一，二侧之间的电位差比较小，故不需要高压绝缘隔离，因此磁路短，尺寸小，电压等级的提高也不会带来太多的改变，因此适用于高压电力系统中。

　　（2）测量准确度高，利用光的磁光效应测量电流，彻底抛弃的电磁式铁心绕组的结构，没有故障电流下的饱和漏电，测量也无磁滞效应，同时具有高的抗电磁干扰的能力和灵敏度，准确度。

　　由于对一，二侧的绝缘不如传统的电磁式互感器高，因此采样电流的铁心线圈可以采用准确度较高的电流互感器，或者采用带气隙的铁心线圈，较好的暂态性能。

　　二次侧所带的负载一般是电子线路，负载恒定，因此不要求二次线圈提供较大的功率，这样也有利于测量精度的提高。

　　（3）设备安装和检修方便，只需要更换线圈的规格来适应不同的电压等级，而其他部件不需要更换，具有良好的升级性。

　　（4）运行安全，不会产生二次开路的高压和采用油浸式所引起的爆炸等现象。

　　（5）有电流传感器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有数字接口，由数据采集系统进行数据处理，可以得到系统的运行情况。

　　直接可以供测量和保护使用，此外采用数字化接口，还可以实行远距离遥控。

　　（6）基于光纤互感器技术的MOCT和HOCT的测量动态范围宽，灵敏度高。

　　定义：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。

　　一，光纤电流传感器原理。

　　Tip:当线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，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，上述现象称为法拉第效应，1845年由M.法拉第发现。

　　1，光纤电流传感器结构。

　　光纤电流传感器主要由传感头，输送与接收光纤，电子回路等三部分组成（如图所示），传感头包含载流导体，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，信号处理电路等，从传感头有无电源的角度，可分为无源式和有源式两类。

　　2，无源式光纤电流互感器（OFCT）。

　　电流传感器OFCT主要利用了法拉第磁光效应，即磁场不能对自然光产生直接作用，但在光学各向同性透明介质中，外加磁场H可使在介质中沿磁场方向传播平面偏振光的偏振面发生旋转，这种现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材料时，若磁场方向与光的传播方向相同，则光的偏振面将产生旋转。

　　3，有源式光纤电流传感器（HOCT）。

　　这是一种基于传统互感器传感原理，利用有源器件调制技术，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理，并得到被测电流信号的新型传感器，它既发挥了光纤系统的绝缘性能好，抗干扰能力强的优点明显降低了大电流高压互感器的体积，重量和制造成本，又利用了传统互感器原理技术成熟的优势，避免了纯光学互感器光路复杂，稳定性差等技术难点。

　　有源OFCT是通过一次采样传感器（空心线圈或小CT，电阻分流器）将电流信号传递给发光元件而变成光信号，再由光纤传递到低电位侧，变换成电信号以后输出，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。

　　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，受外磁场和载流导体位置的影响小，因此，对空心线圈的输出电压积分即可还原为被测电流。

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