全光纤电流传感器的原理及应用(3)

光纤

80(总738)华东电力2006,34(8

)

偏光镜13。从偏光镜13出射的光波通过定位片17打到旋转材料19上,在磁场的作用下光波的偏振方向发生了一定的旋转,这个旋转角度和磁场的强度成正比。

透过旋转材料的光波打到定位片18上,18固定在旋转材料载体21和固定器/调整器16之间。固定器/调整器16用来固定偏光镜14,偏光镜14和,但偏了一个19出来的旋

图1　光纤电流传感器安装方法

生法拉第效应,的安装和拆卸,直接与电缆接触,,对操作人员来说也更安全。

固定器5有两个作用:固定光纤1和光纤2;尽量使光纤1和光纤2伸直,减少双折射现象。2.3　全光纤电流传感器的结构(见图2

)

。剩下部分就是和前面描述的对应了。从光纤10和2出来的光被光电倍增管变成电信号,最后电信号由电信号处理器进行处理。2.4　磁光全光纤电流传感器技术指标

(1)技术指标(见表1)

在60Hz正弦激励作用下,光纤电流传感器的小/大信号线性度的测试表明,传感器对于小信号电流相应的线性度非常好,对于大信号电流相应是线性的,但是随着电流幅值的增大至接近2kA时,出现了磁滞现象,这仅与产生法拉第效应

的材料有关,不会限制传感器的应用。

表1　磁光全光纤电流传感器技术指标

动态范围/dB频率响应/Hz满量程/A1)隔离电压/kV

绝对误差(不含磁通量集中器)敏感度分辨率重复性漂移

图2　光纤电流传感器

温度量程(无补偿2))/℃

(有补偿

3)

≥60

标准5～20,更宽亦可

30～3000

高于11.3(峰 峰值)小于±0.6%满量程高于0.01%满量程高于0.1%满量程小于2%/1000h

19～33-40～7028

光纤电流传感器的立体分解图(a)和剖面图(b)。一个半导体激光器发射出来的光通过分叉

)/℃

4)

传感器重量/g(不含磁通量集中器)

管1进入光纤电流传感器,分叉管1内部有一传输光纤9。从9出来的光经过毛细管7打到一个四分之一格林透镜11上,格林透镜被固定在中空管5和有色平行管3内,格林透镜的作用是校准并传输入射光,然后光打到偏光镜13上,偏光镜被固定在固定器/调整器15里,通过13的光产生了一个具有特定偏振态的任意光。

旋转材料10以特定的方向被旋转材料载体20和紧固销21固定在传感器内。旋转材料中

注1)标准满量程是3000A。最大量程可以根据实际应用,通过

切割法拉第水晶厚度以及位置来调整;

2)“无温度补偿”测量使用纯的模拟信号处理系统;3)“有温度补偿”测量需要使用数字信号处理系统;4)重量不受被测电流或电压的影响。

(2)全光纤电流传感器的模式

全光纤电流传感器有非往返式和往返式两种模式。非往返式操作系统是光只从一个方向通过电流传感元件,而往返式操作系统就是光从两个相反的方向同时通过电流传感元件。非往返式光电转换系统一般用在小信号处理和降低成本的场合;而往返式光电转换系统一般用在大信号的处

空,其列阵与从偏光镜13传播出的光波面一致。在15和20之间是一个调整定位片17,用于微调