光纖電流傳感器

　　Tip：當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時(shí)，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場(chǎng)，則光振動(dòng)方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度l的乘積成正比，即ψ=V*B*l，比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。

01光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)

 
　　圖示：光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

　　纖電流傳感器主要由傳感頭、輸送與接收光纖、電子回路等三部分組成（如圖所示）。傳感頭包含載流導(dǎo)體，繞于載流導(dǎo)體上的傳感光纖，以及起偏鏡、檢偏鏡等光學(xué)部件。電子回路則有光源、受光元件、信號(hào)處理電路等。從傳感頭有無(wú)電源的角度，可分為無(wú)源式和有源式兩類。

02無(wú)源式光纖電流互感器（OFCT）

式中，V為磁光材料的Verder常數(shù)，旋轉(zhuǎn)角度θ與被測(cè)電流i成正比。利用檢偏器將旋轉(zhuǎn)角θ的變化，轉(zhuǎn)換為輸出光強(qiáng)度的變化，經(jīng)光電變換及相應(yīng)的信號(hào)處理，便可求得被測(cè)電流i，如圖所示。

 
圖示：光纖電流傳感器傳感頭

03有源式光纖電流傳感器（HOCT）

 
圖示：有源式光纖電流傳感器構(gòu)成原理圖

　　空心線圈的截面為矩形或圓形，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈的尺寸、匝數(shù)以及一次電流有關(guān)，受外磁場(chǎng)和載流導(dǎo)體位置的影響小。因此，對(duì)空心線圈的輸出電壓積分即可還原為被測(cè)電流。
　　以上內(nèi)容摘錄自光纖電流傳感器的工作原理及應(yīng)用，鄧隱北、彭曉華。

　　光纖電流傳感器主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)中電流的測(cè)量；除此之外與電機(jī)制造廠、測(cè)量?jī)x器儀表廠結(jié)合，還可研制開發(fā)線路事故點(diǎn)的標(biāo)定裝置及事故區(qū)間的判定裝置等一系列電力系統(tǒng)的測(cè)量、診斷裝置。

 
圖示：帶柔性光纜的FOCT在中國(guó)電力科學(xué)研究院（武漢）做隔離刀開合閘測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

圖示：高精度全光纖大電流直流傳感器在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院作現(xiàn)場(chǎng)校正測(cè)試