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全光纤电流互感器学习小结 一、全光纤电流互感器的基本结构: 1、全光纤电流互感器结构根据功能可以分为：光纤传感器，光学传输单元， 合并单元三部分组成。光纤传感器部分由 1／4波片，感应光纤和反射镜组成， 通过熔接形成一个无源传感器件，这部分在高压一次设备侧。在复合绝缘子中布 置了保偏光纤，在互感器的底座装有偏振器和调制器两个光学元件，调制信号由 合并单元提供，无需外部供电。光纤传感器和合并单元之间采用标准的单模通信 光纤。 图1、全光纤电流互感器结构示意图 2、以ALSTON全光纤CT为例对其结构进行介绍，其电流互感器就地端子箱 如下图，其中主要包括偏振器，调制器，温度传感器，其端子箱主要作用有接收 合并单元提供的调制信号，光纤温度测量给合并单元用于计算温度补偿，以及实 现单模通信光纤与保偏光纤的熔接。 1 图2、互感器本体及端子箱 3、NXCT 合并单元前面板上有三个指示灯和一个数字通讯RS232 接口: 指示灯工作状态如下： Power:电源正常时绿色常亮； Maintenance Required:正常运行时熄灭，轻微故障时橙色常亮； Data Invalid：正常运行时熄灭，传输数据无效时红色常亮（相当于严重故障）。 图3、NXCT光电单元前面板 4、NXCT 合并单元背板结构如图4 所示 其中各个接口的作用如下： （1）:连接一次侧，给测量回路提供光源，同时接收电流信息的接口； （2）：将合并单元测量的电流量经TDM 总线给需要的控制保护设备；共6 路TDM， 每路包含该合并单元测量的全部电流； （3）：两个合并单元之间的连接光纤，可以同步测量的电流量，使输出的 TDM 总线中含两个机柜测量的电流。 （4）：给合并单元提供两路供电电源接线端子； 2 （5）：合并单元连接至调制器的端子排； （6）：IDL温度测量，用于温度补偿的，只有IDL采用的是光纤传输，其它电流 量用的是电缆传输； （7）：合并单元电流模拟量输出端子或装置报警输出。 图4、NXCT光电单元背板 5、NXCT合并单元特性如下图所示: 图5、NXCT合并单元特 同里站的数字输出端口含有6路独立的数字接口。 二、全光纤电流互感器的原理： 3 1、理论基础： 法拉第磁光效应（Faraday Magneto-optioal offect）： 当线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一磁场，则 光振方向将发生偏转，偏转角度与磁感应强度和光穿越介质的长度的乘积成 正比，偏转方向取决于介质性质和磁场。这种现象称为法拉第效应或磁致旋 光效应。 萨格纳克干涉原理测量（Sagnac interferometer）： 两束相干光间光程差的任何变化会非常灵敏地导致干涉条纹的移动。通 过干涉条纹的移动变化可测量光程微小的改变量，从而测得与此有关的其他 物理量（如电流）。 安培环路定理(Ampere circuital theorem)： 沿任何一个区域边界对磁场矢量进行积分，其数值等于通过这个区域边 界内的电流的总和，这个定理与区域的形状，距离和材料无关。按照安培定 理，相邻导体产生的漏磁场（干扰磁场）的任何闭环矢量积分为零。也即。 临近导体的干扰对全光纤互感器无任何影响。 2、工作原理： 如全光纤互感器结构示意图1 所示，光源发出的光经偏振器起偏成两束 相互垂直的线偏光，这两束正交模式的光经过 1 ／4 波片后分别变成左旋和 右旋模式的圆偏光进入传感光纤，受到导体中电流产生的磁场作用，左右旋 圆偏光以不同的速度传播，从而引起光波相位的变化，光在传感器端的镜面 反应后，这两束圆偏光的偏振模式互换，通过传感光纤再次受到磁场作用， 从而使受到作