基于光纤测温法的电流互感器

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1、2008年10月电工技术学报VO1．23NO．10第23卷第10期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYOct2008基于光纤测温法的电流互感器贾丹平伞宏力苑玮琦林应文(沈阳S-业大学信息科学与S-程学院沈阳110178)摘要提出了电流一温度传感新方案，它在解决光纤电流互感器性能不稳定问题上有突出的理论优势。文中建立了电流一温度传感的数学模型，分析了暂态、稳态特性，给出了光纤电流互感器实验装置及测量结果。理论分析及实验测试表明，只要技术措施得当，采用本传感方案实现

2、全光纤电流互感器是可行的。关键词：电流互感器光纤荧光温度中图分类号：TM452．94CurrentTransformerBasedonOpticalFiberThermometryJiaDanpingSanHongliYuanWeiqiLinYingwen(ShenyangUniversityofTechnologyShenyang110178China)AbstractForresolvingthedifficultiesontheinstabilityofopticalfibercurrenttransf

3、ormer，anovelcurrent—temperaturesensingschemeispresented．Ithasthetheoreticaladvantageofeliminatingtheproblemofinstability．Themathematicalmodelofthesensingsystemisestablishedtoanalyzethesteadyandtransientcharacteristics．Anexperimentalcurrenttransformerisconst

4、ructedfortesting．Theoreticalanalysisandexperimentalresultsshowthatthisschemeisavailableifappropriatetechniqueareused．Keywords：Currenttransformer，opticalfiber，fluorescence，temperature压能力，本质上适合高电压应用，解决了提高电压的l引言诸多矛盾。此外它还带来其他的一些优点如体积小、随着工作电压的提高和容量的加大，目前电流重量轻，无铁

5、磁材料的强烈非线性，原料价格便宜。互感器面临着绝缘困难加大、体积增大、造价提高、基于上述原因，近几十年来国际上争相研究，但目前工作可靠性下降等问题，特别是500kV以上问题更尚未有批量产品推向市场，处于试验应用阶段。为突出，而铁心具有本质性缺点，如磁饱和以及铁归纳目前各种方案的电流传感过程，基本是如磁谐振等的影响也在加剧，直流高压输电的发展要下形式：电流一光信号一光纤传输一光电转换一信求实现直流电流的测量，而电磁式电流互感器从原息处理一电流显示，各种方案不同之处在于采用不理上无法实现。因此寻找新型电流互感器已

6、是普遍同的技术手段把电流转换成光信号。早期方案采用关注的问题。电流产生的磁场去调制光纤中的偏振光，用光偏振目前解决问题的出路，一个是对传统的电磁式角传递电流变化的信息。根据调制与检测方法和光电流互感器进行改进，另一个是发展电子式电流互纤结构的不同派生了多种方案。但由于偏振光在调感器，尤以全光纤电流互感器备受关注⋯。电子式制过程及传输过程极易受环境温度与机械应变的影电流互感器目前有多种实现方案，其共同特征是高响，使信号不稳定，到目前为止这种方案未能实际低压间采用光纤连接，光纤为石英所制，有很高的耐应用。一类改进

7、方案是采用块状光学玻璃代替光纤制成环状光路围绕被测电流【2]，实现偏振态调制。这辽宁省自然科学基金资助项目(20052044)。种方法由于玻璃光路选材范围比较宽广，不像光纤收稿日期2007—10．11改稿日期2008—04—14电工技术学报2008年10月受制造工艺的约束，因此温度与机械应变的干扰作这一方案的优点如下：用有所削弱，再加上采取一些软硬件补偿措施，目(1)不用偏振光，高压端不用电源，没有笨重前已有少量应用，国内也有引进产品在运行。的外挂块状光学玻璃环，因此不存在目前主要方案另一大类是有源型【3】。

8、这类方案在电流一光学中出现的诸种困难。变换过程采用各种电子手段以提高灵敏度和抗干扰(2)光纤荧光测温研究比较深入，技术比较成能力，取得一定效果，但由于需要给安装在高压端熟。的电子装置提供工作电源，造成很大的困难。再加(3)光纤荧光测温在温度变化、机械振动下能上在高压端不便维修，要求长期免维护，使困难更稳定工作，适合互感器环境要求。大，因此只有个别方案试验运行。但采用测温法实现电流测量也有新的问题需要