数字闭环光纤电流互感器小电流测量准确度分析.pdf

《数字闭环光纤电流互感器小电流测量准确度分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012征仪表技术与传感器2012第10期InstrumentTechniqueandSensorNo．1O数字闭环光纤电流互感器小电流测量准确度分析张朝阳，雷林绪，王成昊(中国电力科学研究院电力电子研究所，北京100092)摘要：分析并验证了传感光纤圈数和数字量输出位数等两个因素，是影响数字闭环光纤电流互感器(D—FOCT)小电流测量准确度的主要原因，设计了D—FOCT小电流测量准确度试验，得出了在目前条件下，当传感光纤圈数大于25圈时，D—FOCT对3kA额定电流的测量准确度可以满足IEC60044—8标准中0．2S级要求。关键词：光纤电流互感器；数字闭环；小电流

2、测量；0．2S级中图分类号：TM452文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)10—0007—04LowCurrentMeasurementErrorAnalysisofDigitalClosed-loopFiberOpticCurrentTransformerZHANGChao—yang，LEILin—XU，WANGChen—hao(ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100092，China)Abstract：Thatthesensingfiberloopnumberandoutputdigitwer

3、ethemainreasonstothelowcurrentteapabili—tyofdigitalclosed-loopfiberopticcurrenttransformer(D—FOCT)wasanalyzedandproved．Anexperimentformeasurementaccura—cywasdesigned．Andunderthepresentcondition，theconclusionthattheD—FOCTmeasurementaccuracycouldachieve0．2SclassdefinedinIEC60044—8whenthen

4、umberofsensingfiberloopwasgreaterthan25waseduced．Keywords：fiberopticcurenttransducer；digitalclosed-loop；lowcurentmeasurement；0．2Sclass0引言光学电流互感器(OCT)按传感的原理可分为Rogowski线圈混合型OCT和全光学OCT两大类，全光学OCT又包括块状玻璃式和全光纤式两种。文中研究的是一种采用数字闭环信号处理方案的反射型全光纤式OCT，它基于安培定律和法拉第效应原理，具有体积小、质量轻、便于携带和安装、成本相对较低、以及检测精度高

5、和测量动态范围大等诸多优点。。目前，全光纤型OCT已有比较多的挂网试运行报道，基本处于图1D—FOCT原理图产品化初期阶段。从试验和现场应用情况来看，小电流情况下测量精度不高是全光纤型OCT普遍存在的共性问题，同时从两束光在模式互换(左旋变右旋，右旋变左旋)后沿原光路返IEC60044—8规约给定的OCT数字输出接口协议来看，16位的回，Faraday效应加倍，并且在1／4波片处再次转变为两束模式数字输出很难满足其0．2S级计量使用要求。文中试图从所正交的线偏光(模式也互换了)。最终，携带Faraday效应相位研究的数字闭环全光纤电流互感器(D—FOCT)本身的数字信

6、信息的两束光在Y波导处发生干涉，然后由环行器耦合进光电号处理方法，以及规约接口条件下的量化误差等角度，详细分探测器，进行后续信号处理。析影响其小电流测量准确度的主要因素及改进方法。可以看出，两束偏振光基本在同一根光纤的两个正交模式1D—FoCT基本原理上传输，所以D—FOCT的光路系统具有很强的抗干扰能力；同文中研究的D—FOCT，其方案结构如图1所示。它的基本时，由于发生干涉的两束偏振光都经过了相同的传输路径和模传感原理为：光源发出的光经过Y波导后，随即分成两束正交式变化，只是在顺序上刚好相反。因此，光路系统还具有良好的线偏振光，沿着保偏光纤的两个模式传输至传感头。

7、在1／4的互易性，干涉结果只携带了Faraday磁光效应产生的相位信波片处，两束线偏光分别被转换为左旋和右旋圆偏光，进入传息。最终，经过探测器实现光电转换后的信号表达式为：感光纤。在传感光纤中，由于导线内电流产生磁场的FaradaySd=0．5K。·L·to·(1+cosF)(1)磁光效应作用，两束圆偏光的传输速度不同，从而产生Faraday式中：K。为探测器的光电转换系数；为光路损耗；10为光源输相差。当两束圆偏光传输到传感光纤末端时，发生镜面反射，出光强；tp为磁光Faraday相位差．F=4NVI式中：Ⅳ为传感光纤匝数；V为传感光纤Verdet