光纤电流传感器测量泄漏电流的方法研究

《光纤电流传感器测量泄漏电流的方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、光纤电流传感器测量泄漏电流的方法研究4双向全波LED光纤电流传感器图1单向半波LED光纤传感器的基本结构光路的耦合布置。将此探头经过深精密加工使LED与光纤FC接口密封连耦合。传导光纤使图2双向全波LED光纤电流传感器的基本结构用多模光纤，内径为62.5us，这种多模光纤比单模光纤芯径粗，数值孔径大，能从光源耦合更多在单向半波ＬＥＤ光纤电流传感器探头中使的光功率。探测器模块中使用了硅光电二极管探用一个LED能够检测到泄漏电流的某一特定半测由传感器头转化而来的光信号。为便于取得硅波情况(正半周波或是负半周波)，经过改进后，光电二极管测得的弱小电流，模块中适当加入了探头中使用两个LED同极

2、性串联分别交替测量运算放大器，这样就可将mA甚至是uA级别的泄漏电流的正、负半周波信号，然后加以合成得泄漏电流放大为易于分辨的大幅值电压信号。到泄漏电流的完整的全波波形，即为双向全波探头中发光二极管LED由泄漏电流驱动发光LED光纤电流传感器，其基本结构如图2所示，而作为光纤传感器的光源，LED的两端反向并联其中1-传感器探头，2-光纤，3-转换器，4-调制器，一导通二极管D，如图1中所示。与LED并联的5-信号电缆。从图2中可以看到：传感器头中使二极管不仅能够防止反向电流过大而损坏发光二用了两个LED发光二极管检测泄漏电流，分别将极管，而且导通电路中与LED中流过的极性相反流过两个L

3、ED的泄漏电流半周波信号转换为光的另外半周波电流，从而保证电路导通。传感器信号，继而经由光纤输送至转换器再还原为电信的探头的探测模块主要是光电转换器，用于转换号并放大处理，最后再由调制器进一步放大滤波探头传来的光信号为电信号。信号处理单元分析处理生成在示波器或计算机易观测的全波电流波处理从光电转换器传来的电信号。形。探头的输入端接在近地绝缘子的两端，地端为发光二极管的低电位。探头支架为―匚‖钳形套圈形结构，探头固定在支架上，通过光纤将信号输送至安装在线路杆塔上的光电转换器，进而由电缆将信号引致杆塔以外的低压安全处进行信号的采集和处理。由于发光二极管单向导通性和并联导通二极管的存在，当流

4、过LED的泄漏电流恰好为LED的正向导通电流时，LED发光产生信号进行传送，而与LED正向导通电流极性相反的另外半周波泄漏电流则是通过并联导通二极管D入图3双向全波LED光纤传感器头的基本电路原理地，从而使传感器选择性的测量与LED正向电流图3为双向全波LED光纤电流传感器的传感极性相同的泄漏电流某个特定半周波信号，即所器头的电路原理图，传感器头为两个基本相同的谓单向半波LED光纤电流传感器，基于这种策略子电路串联起来组成双向的全波测量电路，其中只测量和记录下每个周期的半周波情况，可以直的一个子电路即是单向半波传感器的传感器头电观的减少了测量的数据量，为后续的存储设备节路。在LED两端

5、并联的导通二极管起到保护和导约了大量的存储空间，但是目前通常的测量倾向通负向电流的作用，同时并联了稳压二极管和放于测量记录下完整的全波信号，为此在此基础上电管都是为了进一步保护传感器头中的LED，避可以改进为双向全波LED光纤电流传感器，用于免过流和过压损坏LED。测量泄漏电流的全波信号。635z举Ⅶ斗8s“[；重庆市电机工程学会2012年学术会议论文5光纤电流传感器的输出特性10kHz以上。同时可以看到双向全波LED传感器在测量工频交流信号稳定，见图4(b)，但是波形对检测到的光信号使用探测器检验后变换为中有零休现象，这是由于传感器采用了LED采集已于检测的电信号，从而形成一种新的测

6、量方法。泄漏电流，由于泄漏电流在经过LED回零或是过为了检验LED光纤电流传感器的输出特性，利用零时，电流幅值比较小，不足以引发光电二极管标准波对传感器进行了标定，函数发生器采用发光而导致传感器装置不能够测量到泄漏电流零Tektronix公司的CFG280脉冲发生器，带宽为点附近的波形，即存在电流波形零休的情况，使300MHz，电路中串联的电阻为标准无感采样电用标准工频电流测量其零休如下图5所示。阻，使用光纤传感器测得的方波、正弦、脉冲波形或三角波如图5所示，其中图4(a)和(b)分别为单向半波LED和双向全波LED光纤电流传感器所测得的波形。（a）双向全波LED传感器的零休(a)单向

7、半波LED光纤传感器响应（b）传感器测量信号的跟随响应特性图5传感器装置测量电流零休情况和跟随特性从图5(a)可以看出，传感器测量正弦信号零休时间持续时间约为800us，不到1ms，而绝缘子串的污秽和运行电压导致泄漏电流中的脉冲成(b)双向全波LED光纤传感器响应分一般出现在基波电流的峰值附近[16]，相对于图4LED传感器测得的信号波形基波电流的过零点前后不到1ms的范围内而言，出现的叠加脉冲概率比较小，传感器测得波形中从图4中可以看出，LE