電子式電流互感器的基本原理及應用

1、電子式電流互感器的基本原理與應用2022-5-62主要內容 發(fā)展背景 光學電流互感器 空心線圈電流互感器 應用與展望2022-5-63發(fā)展背景2022-5-64電力互感器的作用將電力系統(tǒng)一次側的電流、電壓信息傳遞到二次將電力系統(tǒng)一次側的電流、電壓信息傳遞到二次側，與測量儀表和計量裝置配合，可測量一次系側，與測量儀表和計量裝置配合，可測量一次系統(tǒng)的電流、電壓和電能統(tǒng)的電流、電壓和電能(稱之為測量用互感器稱之為測量用互感器)。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，互感器能正確反映故障當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，互感器能正確反映故障狀態(tài)下電流、電壓波形，與繼電保護和自動裝置狀態(tài)下電流、電壓波形，與繼電保護和自動裝置配合，

2、可以對電網各種故障構成保護和自動控制配合，可以對電網各種故障構成保護和自動控制(稱之為保護用互感器稱之為保護用互感器)。目前，電力系統(tǒng)主要是采用傳統(tǒng)的目前，電力系統(tǒng)主要是采用傳統(tǒng)的電磁式電流、電磁式電流、電壓互感器電壓互感器和和電容式電壓互感器電容式電壓互感器。2022-5-65傳統(tǒng)互感器存在的問題絕緣結構復雜，體積笨重，造價高（造價隨電絕緣結構復雜，體積笨重，造價高（造價隨電壓等級呈指數(shù)關系上升），特別是用于超高壓壓等級呈指數(shù)關系上升），特別是用于超高壓系統(tǒng)并且要滿足大短路容量的動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定系統(tǒng)并且要滿足大短路容量的動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定要求時；要求時； 傳統(tǒng)互感器測量穩(wěn)態(tài)電流時，線性度較好；但傳

3、統(tǒng)互感器測量穩(wěn)態(tài)電流時，線性度較好；但在暫態(tài)時，由于線路中存在直流電流，在暫態(tài)時，由于線路中存在直流電流， 使得電使得電流互感器易發(fā)生飽和，造成測量誤差，可能導流互感器易發(fā)生飽和，造成測量誤差，可能導致繼電保護的誤動或拒動；致繼電保護的誤動或拒動；電壓互感器可能出現(xiàn)鐵磁諧振，損壞設備；電壓互感器可能出現(xiàn)鐵磁諧振，損壞設備；2022-5-66傳統(tǒng)互感器存在的問題由電流、電壓互感器引至二次保護控制設備的電由電流、電壓互感器引至二次保護控制設備的電纜是電磁干擾的重要耦合途徑；纜是電磁干擾的重要耦合途徑；采用油浸紙絕緣，易燃易爆，不安全；采用油浸紙絕緣，易燃易爆，不安全；電磁式電流互感器的二次側輸出對

4、負載要求嚴格，電磁式電流互感器的二次側輸出對負載要求嚴格， 若二次負載較大，測量誤差就增大，準確度下降；若二次負載較大，測量誤差就增大，準確度下降；傳統(tǒng)互感器的模擬量不能直接與計算機相連（電傳統(tǒng)互感器的模擬量不能直接與計算機相連（電流互感器模擬量輸出為流互感器模擬量輸出為5A或或1A） ，難以滿足新，難以滿足新一代電力系統(tǒng)自動化、數(shù)字化的發(fā)展需要。一代電力系統(tǒng)自動化、數(shù)字化的發(fā)展需要。2022-5-67電子式互感器的優(yōu)勢消除了磁飽和現(xiàn)象。電子式互感器沒有鐵芯，消除了磁飽和現(xiàn)象。電子式互感器沒有鐵芯，暫態(tài)性能好。暫態(tài)性能好。對電力系統(tǒng)故障響應快?，F(xiàn)有保護裝置是基于對電力系統(tǒng)故障響應快。現(xiàn)有保護裝

5、置是基于工頻量進行保護判斷的，而使用電子式互感器工頻量進行保護判斷的，而使用電子式互感器可以實現(xiàn)暫態(tài)信號量作為保護判斷參量?？梢詫崿F(xiàn)暫態(tài)信號量作為保護判斷參量。消除鐵磁諧振。消除鐵磁諧振。優(yōu)良的絕緣性能。電子式互感器的絕緣相對簡優(yōu)良的絕緣性能。電子式互感器的絕緣相對簡單，高壓側與地電位之間的信號傳輸采用絕緣單，高壓側與地電位之間的信號傳輸采用絕緣材料制造的玻璃纖維，體積小、重量輕。材料制造的玻璃纖維，體積小、重量輕。2022-5-68電子式互感器的優(yōu)勢適應電力計量與保護數(shù)字化的發(fā)展要求。電子式適應電力計量與保護數(shù)字化的發(fā)展要求。電子式互感器能直接提供數(shù)字信號給計量、保護裝置，互感器能直接提供數(shù)

6、字信號給計量、保護裝置，有助于二次設備的系統(tǒng)集成。有助于二次設備的系統(tǒng)集成。動態(tài)范圍大，頻率響應范圍寬。額定電流為幾十動態(tài)范圍大，頻率響應范圍寬。額定電流為幾十安到幾十萬安培，能測出高壓電力線上的諧波，安到幾十萬安培，能測出高壓電力線上的諧波，還可以進行暫態(tài)電流、高頻大電流與直流電流的還可以進行暫態(tài)電流、高頻大電流與直流電流的測量。測量。經濟性好。在電壓等級升高時，成本只稍有增加。經濟性好。在電壓等級升高時，成本只稍有增加?？梢越M合到斷路器或其他高壓設備中，共用支撐可以組合到斷路器或其他高壓設備中，共用支撐絕緣子，可減少變電站的占地面積。絕緣子，可減少變電站的占地面積。2022-5-69電子式

7、電流互感器的需求更迫切故障情況下，傳統(tǒng)互感器的測量都有不同程度故障情況下，傳統(tǒng)互感器的測量都有不同程度的失真，但電流互感器遠比電壓互感器嚴重。的失真，但電流互感器遠比電壓互感器嚴重。光學互感器采用光纖傳輸，而光纖傳輸方式對光學互感器采用光纖傳輸，而光纖傳輸方式對于電流互感器可以大幅度簡化絕緣結構和降低于電流互感器可以大幅度簡化絕緣結構和降低制造成本，對于電壓互感器卻達不到此種效果。制造成本，對于電壓互感器卻達不到此種效果。電力系統(tǒng)中，電流互感器的數(shù)量遠多于電壓互電力系統(tǒng)中，電流互感器的數(shù)量遠多于電壓互感器，市場規(guī)模更大。感器，市場規(guī)模更大。2022-5-610電子式電流互感器的定義電子式電流互

8、感器電子式電流互感器標準：標準：IEC60044-8: 2002，GB/T 20840.82007電子式互感器：電子式互感器：一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉換器的一個或多個電壓或電流傳感器組成，用以傳輸正換器的一個或多個電壓或電流傳感器組成，用以傳輸正比于被測量的量，供給測量儀器、儀表和繼電保護或控比于被測量的量，供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制裝置。在數(shù)字接口的情況下，一組電子式互感器共用制裝置。在數(shù)字接口的情況下，一組電子式互感器共用一臺合并單元完成此功能。一臺合并單元完成此功能。電子式電流互感器：電子式電流互感器：是一種電子式互感器，在正常使用是一

9、種電子式互感器，在正常使用條件下，其二次轉換器的輸出實質上正比于一次電流，條件下，其二次轉換器的輸出實質上正比于一次電流，且相位差在連接方向正確時，接近于已知相位角。且相位差在連接方向正確時，接近于已知相位角。2022-5-611電子式電流互感器的基本結構2022-5-612電子式電流互感器的基本結構12個二次轉換器數(shù)據通道對來自二次轉換器的電流和/或電壓數(shù)據進行時間相關組合，通信標準為IEC61850。2022-5-613電子式電流互感器的分類光學電流互感器。光學電流互感器。采用光學原理、器件做被測電流采用光學原理、器件做被測電流傳感器，光學原理器件由全光纖、光學玻璃等構成。傳感器，光學原理

10、器件由全光纖、光學玻璃等構成。傳輸系統(tǒng)用光纖光纜，輸出電壓正比于被測電流。傳輸系統(tǒng)用光纖光纜，輸出電壓正比于被測電流。在高壓側不需要電源供電。在高壓側不需要電源供電?？招木€圈電流互感器。空心線圈電流互感器。以以Rogowski線圈作為電流傳線圈作為電流傳感器，在高壓側需要電源供電。感器，在高壓側需要電源供電。鐵芯線圈式低功率電流互感器鐵芯線圈式低功率電流互感器(LPCT)。通過一個分通過一個分流電阻將二次電流轉換成電壓輸出，實現(xiàn)流電阻將二次電流轉換成電壓輸出，實現(xiàn)I/V變換，變換，具有低功率輸出特性，動態(tài)測量范圍大具有低功率輸出特性，動態(tài)測量范圍大。2022-5-614光學電流互感器（全光纖電

11、流互感器）2022-5-615法拉第效應1864年，法拉第發(fā)現(xiàn)在磁場的作用下，本來不具年，法拉第發(fā)現(xiàn)在磁場的作用下，本來不具有旋光性的物質也產生了旋光性，即光矢量發(fā)生有旋光性的物質也產生了旋光性，即光矢量發(fā)生旋轉，這種現(xiàn)象稱作磁致旋光效應或法拉第效應。旋轉，這種現(xiàn)象稱作磁致旋光效應或法拉第效應。2022-5-616法拉第效應sVH lVnsH維爾德維爾德( (VerdetVerdet) )常數(shù)常數(shù)磁場在光傳播方向的分量磁場在光傳播方向的分量 光通過物質的光程光通過物質的光程l2022-5-617法拉第效應載流導體通以交變電流，其周圍將有交變磁場，此時旋載流導體通以交變電流，其周圍將有交變磁場，

12、此時旋轉角正比于磁場沿著線偏振光通過材料路徑的線積分轉角正比于磁場沿著線偏振光通過材料路徑的線積分V H dl若將光路設計成圍繞電流導體若將光路設計成圍繞電流導體N圈的閉合環(huán)路，則上式圈的閉合環(huán)路，則上式是閉合環(huán)路的線積分，根據全電流定律是閉合環(huán)路的線積分，根據全電流定律LVH dlVNi電流與電流與角成正比，環(huán)路數(shù)角成正比，環(huán)路數(shù)N越多，測量靈敏度越高。越多，測量靈敏度越高。2022-5-618法拉第效應目前尚無高精度測量偏振面旋轉角的檢測器，目前尚無高精度測量偏振面旋轉角的檢測器，因此，通常將線偏振光的偏振面角度變化的信因此，通常將線偏振光的偏振面角度變化的信息轉化為光強變化的信息，然后通

13、過光電轉換息轉化為光強變化的信息，然后通過光電轉換將光信號變?yōu)殡娦盘?，并進行放大處理，以正將光信號變?yōu)殡娦盘?，并進行放大處理，以正確反映最初的電流信息。確反映最初的電流信息。一般用光電探測器一般用光電探測器(檢偏器檢偏器)將角度信息轉換為將角度信息轉換為光強信息。為此必須先用起偏器將光變成線偏光強信息。為此必須先用起偏器將光變成線偏振光，經被測磁場后用振光，經被測磁場后用光電探測器光電探測器求光強信息。求光強信息。2022-5-619基于偏振檢測方法的全光纖電流互感器光源發(fā)出的單色光經起偏器變換為線偏振光，由透鏡將光光源發(fā)出的單色光經起偏器變換為線偏振光，由透鏡將光波耦合到單模光纖中。高壓載流

14、導體通有電流，光纖纏繞在波耦合到單模光纖中。高壓載流導體通有電流，光纖纏繞在載流導體上，這一段光纖將產生磁光效應。光纖中線偏振光載流導體上，這一段光纖將產生磁光效應。光纖中線偏振光的偏振面旋轉的偏振面旋轉角，出射光由透鏡耦合到渥拉斯頓棱鏡，棱角，出射光由透鏡耦合到渥拉斯頓棱鏡，棱鏡將輸入光分成振動方向相互垂直的兩束偏振光，并分別送鏡將輸入光分成振動方向相互垂直的兩束偏振光，并分別送達到光電探測器，經過信號處理，即能獲得外界被測電流。達到光電探測器，經過信號處理，即能獲得外界被測電流。2022-5-620基于偏振檢測方法的全光纖電流互感器當載流導體沒有電流時，使渥拉斯頓棱鏡的兩個主軸當載流導體沒

15、有電流時，使渥拉斯頓棱鏡的兩個主軸與入射光纖的線偏振光的偏振方向成與入射光纖的線偏振光的偏振方向成 ，可獲得最大，可獲得最大靈敏度。靈敏度。當載流導體通以電流時，光電探測器接收到的光強為當載流導體通以電流時，光電探測器接收到的光強為45210cos45II220cos45II經過信號處理電路經過信號處理電路1212sin2IIPII此結果是以光在全程中保持線偏振為基礎的，即要求光纖在這個長度上盡可能接近無雙折射。 2022-5-621基于干涉檢測方法的全光纖電流互感器基于干涉檢測方法的全光纖基于干涉檢測方法的全光纖電流互感器并不是直接檢測光電流互感器并不是直接檢測光的偏振面旋轉角度，而是通過的

16、偏振面旋轉角度，而是通過法拉第效應作用的兩束偏振光法拉第效應作用的兩束偏振光的干涉，的干涉，檢測其相位差的變化檢測其相位差的變化來測量電流。來測量電流。系統(tǒng)中處于高壓側的傳感光系統(tǒng)中處于高壓側的傳感光纖為經退火處理的單模光纖纖為經退火處理的單模光纖; 而處于高、低壓兩側之間的傳而處于高、低壓兩側之間的傳光光纖為橢圓芯保偏光纖。光光纖為橢圓芯保偏光纖。2022-5-622基于干涉檢測方法的全光纖電流互感器由低壓側光源發(fā)出的光束經過由低壓側光源發(fā)出的光束經過光纖起偏器后變?yōu)榫€偏振光，其光纖起偏器后變?yōu)榫€偏振光，其偏振方向與橢圓光纖的長、短軸偏振方向與橢圓光纖的長、短軸成成45度角，故在傳光光纖中傳

17、輸度角，故在傳光光纖中傳輸?shù)氖腔榇怪钡亩€偏振光。的是互為垂直的二束線偏振光。通過高壓側的通過高壓側的/4 波片后再變波片后再變?yōu)樾D方向相反的圓偏振光，即為旋轉方向相反的圓偏振光，即左旋偏振光和右旋偏振光。它們左旋偏振光和右旋偏振光。它們在傳感光纖中繼續(xù)傳輸，并在電在傳感光纖中繼續(xù)傳輸，并在電流產生的磁場作用下，各自旋轉流產生的磁場作用下，各自旋轉不同角度。不同角度。2022-5-623二束光在光纖末端被反射鏡反二束光在光纖末端被反射鏡反射，它們的旋轉方向發(fā)生交換，射，它們的旋轉方向發(fā)生交換，即左旋偏振光變?yōu)橛倚窆饧醋笮窆庾優(yōu)橛倚窆? 右旋偏振光變?yōu)樽笮窆狻Ｓ倚窆庾優(yōu)?/p>

18、左旋偏振光。返程的二束光在電流作用下返程的二束光在電流作用下, 偏偏振角再次發(fā)生旋轉，再經振角再次發(fā)生旋轉，再經/4 波波片片后，變?yōu)榛ハ啻怪钡膬墒€偏后，變?yōu)榛ハ啻怪钡膬墒€偏振光，但它們原來的偏振方向發(fā)振光，但它們原來的偏振方向發(fā)生了交換，即正向傳播時在生了交換，即正向傳播時在x 方方向的偏振光，返程時變?yōu)橄虻钠窆猓党虝r變?yōu)閥 方向方向的偏振光，反之亦然。的偏振光，反之亦然?；诟缮鏅z測方法的全光纖電流互感器二束光在起偏器中產生干涉, 根據偏振干涉原理可獲得被測電流值。4VNI2022-5-624全光纖電流互感器存在的問題全光纖電流互感器存在的主要問題是傳感光纖的全光纖電流互感器存在的

19、主要問題是傳感光纖的線性雙折射難以處理。難以處理。光波入射非均質體光波入射非均質體(光學性質隨方向而異光學性質隨方向而異)，除特殊方，除特殊方向向(光軸方向光軸方向)以外，都要分解成振動方向互相垂直，以外，都要分解成振動方向互相垂直，傳播速度不同，折射率不等的兩種偏振光，此現(xiàn)象稱傳播速度不同，折射率不等的兩種偏振光，此現(xiàn)象稱為雙折射。為雙折射。引起雙折射的因素有很多，例如，光纖本身的不完引起雙折射的因素有很多，例如，光纖本身的不完善善(橢圓度和內部殘余應力橢圓度和內部殘余應力)、外界溫度及光纖機械狀、外界溫度及光纖機械狀態(tài)變化等。根據雙折射的特點，可以分為線性雙折射、態(tài)變化等。根據雙折射的特點

20、，可以分為線性雙折射、圓雙折射和橢圓雙折射。圓雙折射和橢圓雙折射。2022-5-625雙折射對電流測量的影響降低了電流測量靈敏度。降低了電流測量靈敏度。雙折射使得線偏振光的雙折射使得線偏振光的兩個正交光振動分量之間產生位相差，結果輸出光兩個正交光振動分量之間產生位相差，結果輸出光變成了橢偏振光。當使用偏振儀進行測量時，由于變成了橢偏振光。當使用偏振儀進行測量時，由于橢偏振光偏轉角的測量靈敏度比偏振光小，因此，橢偏振光偏轉角的測量靈敏度比偏振光小，因此，整體的測量靈敏度也相應減小。整體的測量靈敏度也相應減小。對于不同的入射偏振面，傳感器具有不同的測量對于不同的入射偏振面，傳感器具有不同的測量靈敏

21、度。由于線性雙折射的存在，對不同偏振面的靈敏度。由于線性雙折射的存在，對不同偏振面的入射線偏振光，雙折射引入的位相不同，使得整個入射線偏振光，雙折射引入的位相不同，使得整個探頭的探頭的靈敏度隨偏振面方位的改變而周期性變化。靈敏度隨偏振面方位的改變而周期性變化。2022-5-626雙折射對電流測量的影響測量靈敏度受外界溫度的影響。測量靈敏度受外界溫度的影響。彎曲光纖引入的線性彎曲光纖引入的線性雙折射分布是隨溫度的變化而變化的，導致傳感器的靈雙折射分布是隨溫度的變化而變化的，導致傳感器的靈敏度也隨溫度變化而產生漂移，且沿光路上不同部分的敏度也隨溫度變化而產生漂移，且沿光路上不同部分的靈敏度是逐漸變

22、化的，分布不均勻。靈敏度是逐漸變化的，分布不均勻。振動影響。振動影響。周期性振動會引起傳感頭內線性雙折射周周期性振動會引起傳感頭內線性雙折射周期性改變，從而影響輸出的穩(wěn)定性。振動時，上行傳導期性改變，從而影響輸出的穩(wěn)定性。振動時，上行傳導光纖的作用會使進入起偏器的光強發(fā)生波動，對系統(tǒng)產光纖的作用會使進入起偏器的光強發(fā)生波動，對系統(tǒng)產生不良影響。生不良影響。由于線性雙折射對溫度和振動等環(huán)境因素變化十分敏由于線性雙折射對溫度和振動等環(huán)境因素變化十分敏感，會造成偏振光偏振態(tài)輸出的不穩(wěn)定，影像測量準確感，會造成偏振光偏振態(tài)輸出的不穩(wěn)定，影像測量準確度。因此，利用各種方法降低雙折射是全光纖電流互感度。因

23、此，利用各種方法降低雙折射是全光纖電流互感器實用化過程中需要解決的關鍵問題。器實用化過程中需要解決的關鍵問題。2022-5-627解決雙折射問題的方法減少雙折射分量。減少雙折射分量。采用低雙折射的螺旋光纖（通過采用低雙折射的螺旋光纖（通過自旋方式拉制的低雙折射光纖）或將光纖繞成適當?shù)淖孕绞嚼频牡碗p折射光纖）或將光纖繞成適當?shù)慕Y構，減少雙折射的影響。結構，減少雙折射的影響。引入圓雙折射。引入圓雙折射。設法使光纖中的圓雙折射遠大于線設法使光纖中的圓雙折射遠大于線性雙折射，常用的措施有采用性雙折射，常用的措施有采用扭轉光纖扭轉光纖或或采用高圓雙采用高圓雙折射光纖。折射光纖。扭轉光纖就是將傳感光纖

24、沿軸向扭轉多圈，扭轉光纖就是將傳感光纖沿軸向扭轉多圈，以增加其固有圓雙折射，這樣，電流磁場產生的法拉以增加其固有圓雙折射，這樣，電流磁場產生的法拉第旋轉將疊加在其固有圓雙折射上，使測量靈敏度增第旋轉將疊加在其固有圓雙折射上，使測量靈敏度增加。這種方法的主要問題是扭轉產生的圓雙折射隨溫加。這種方法的主要問題是扭轉產生的圓雙折射隨溫度變化，需要采取復雜的溫度補償措施。度變化，需要采取復雜的溫度補償措施。2022-5-628解決雙折射問題目前所采用的方法采用退火光纖。采用退火光纖。將繞制完成后的傳感光纖加熱到大將繞制完成后的傳感光纖加熱到大約約800，然后慢慢冷卻，可以消除光纖彎曲引起的線，然后慢慢

25、冷卻，可以消除光纖彎曲引起的線性雙折射。缺點是退火后光纖變得非常脆，且透光率性雙折射。缺點是退火后光纖變得非常脆，且透光率會受到影響。會受到影響。補償法。補償法。采用兩種不同偏振態(tài)的傳感光波，一種為采用兩種不同偏振態(tài)的傳感光波，一種為線偏振光，一種為圓偏振光。將其交替輸入傳感頭，線偏振光，一種為圓偏振光。將其交替輸入傳感頭，則輸出信號可同時反映法拉第旋轉和線性雙折射效應，則輸出信號可同時反映法拉第旋轉和線性雙折射效應，通過數(shù)據處理算法補償雙折射的影響。通過數(shù)據處理算法補償雙折射的影響。2022-5-629光學電流互感器（磁光電流互感器）2022-5-630磁光電流互感器基本原理由于光纖的線性雙

26、折射問題解由于光纖的線性雙折射問題解決起來較為困難，一種新的方案決起來較為困難，一種新的方案應運而生。應運而生。用塊狀玻璃作為傳感用塊狀玻璃作為傳感頭，通過材料內部多次反射形成頭，通過材料內部多次反射形成環(huán)繞導體的閉合光路環(huán)繞導體的閉合光路，其基本原，其基本原理與光纖傳感頭相同。理與光纖傳感頭相同。這種傳感頭可以選用高維爾德這種傳感頭可以選用高維爾德常數(shù)的玻璃材料，它不受光纖中常數(shù)的玻璃材料，它不受光纖中存在的本征雙折射及彎曲引起的存在的本征雙折射及彎曲引起的線性雙折射影響，溫度折射和應線性雙折射影響，溫度折射和應力折射也都比較小。力折射也都比較小。2022-5-631磁光電流互感器存在的主要

27、問題磁光電流互感器存在的主要問題是磁光電流互感器存在的主要問題是反射引起的光反射引起的光偏振態(tài)變化偏振態(tài)變化。光學塊狀傳感頭中，線偏振光是通過多次全反射光學塊狀傳感頭中，線偏振光是通過多次全反射形成圍繞被測電流的光回路的。由電磁場理論可知，形成圍繞被測電流的光回路的。由電磁場理論可知，當入射角大于臨界角時，光矢量的當入射角大于臨界角時，光矢量的s分量和分量和p分量全分量全反射后會產生一定的相位差，使線偏振光的偏振態(tài)反射后會產生一定的相位差，使線偏振光的偏振態(tài)發(fā)生變化（變?yōu)闄E偏振光），從而降低測量的靈敏發(fā)生變化（變?yōu)闄E偏振光），從而降低測量的靈敏度，這與全光纖電流互感器中線性雙折射產生的效度，這

28、與全光纖電流互感器中線性雙折射產生的效果是一樣的。因此，如何消除內反射引起的偏振態(tài)果是一樣的。因此，如何消除內反射引起的偏振態(tài)變化時研制這種傳感器的關鍵。變化時研制這種傳感器的關鍵。2022-5-632問題解決方案正交雙全反射法。正交雙全反射法。將構成封閉光路所需的每一次入將構成封閉光路所需的每一次入射角度為射角度為45度的全反射都設計成兩次正交全反射，由度的全反射都設計成兩次正交全反射，由于這兩次全反射的入射面是相互正交的，第一次全反于這兩次全反射的入射面是相互正交的，第一次全反射所產生的相位差在第二次全反射中抵消了，因而實射所產生的相位差在第二次全反射中抵消了，因而實現(xiàn)了無相差全反射。日本

29、的現(xiàn)了無相差全反射。日本的Sato在在1966年提出。年提出。多層反射膜保偏法。多層反射膜保偏法。在光學玻璃的各個反射面上鍍在光學玻璃的各個反射面上鍍上特制的多層反射薄膜，并使入射角介于布諾斯特角上特制的多層反射薄膜，并使入射角介于布諾斯特角與臨界全反射角之間，則在該反射面上產生的反射無與臨界全反射角之間，則在該反射面上產生的反射無相位差。相位差。Kard在在1959年提出。但這種方法對膜層材料、年提出。但這種方法對膜層材料、厚度及鍍膜工藝要求極高，并且一種鍍膜結構只對應厚度及鍍膜工藝要求極高，并且一種鍍膜結構只對應特定波長的光源。特定波長的光源。2022-5-633問題解決方案臨界全反射法。

30、臨界全反射法。讓入射角等于臨界角，從而發(fā)生讓入射角等于臨界角，從而發(fā)生臨界全反射，此時，線偏振光經過全反射后偏振態(tài)臨界全反射，此時，線偏振光經過全反射后偏振態(tài)不變。這種方案對反射面角度的加工精度要求比較不變。這種方案對反射面角度的加工精度要求比較高，并且臨界角會隨著光源波長、外界溫度等因素高，并且臨界角會隨著光源波長、外界溫度等因素的改變而發(fā)生變化，使其偏離臨界全反射狀態(tài)。由的改變而發(fā)生變化，使其偏離臨界全反射狀態(tài)。由于臨界態(tài)本身就是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，因而目前還沒于臨界態(tài)本身就是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，因而目前還沒有將這種結構用于現(xiàn)場長期運行的報道。有將這種結構用于現(xiàn)場長期運行的報道。2022-5-63

31、4光學電流互感器（補償式光學電流互感器）2022-5-635比較式光學電流互感器由于傳感材料的由于傳感材料的Verdet常數(shù)的不恒定、線性雙折常數(shù)的不恒定、線性雙折射和全反射造成的相移等問題，光學電流互感器的射和全反射造成的相移等問題，光學電流互感器的靈敏度并不恒定，性能容易受環(huán)境因素的影響，在靈敏度并不恒定，性能容易受環(huán)境因素的影響，在長期運行過程中往往表現(xiàn)出相對時間的長期漂移。長期運行過程中往往表現(xiàn)出相對時間的長期漂移。比較式光學電流互感器在原有光學電流互感器的比較式光學電流互感器在原有光學電流互感器的基礎上基礎上引入一個穩(wěn)恒參考磁場引入一個穩(wěn)恒參考磁場，通過將被測電流磁，通過將被測電流磁

32、場與參考磁場進行比較，得到與環(huán)境溫度無關，僅場與參考磁場進行比較，得到與環(huán)境溫度無關，僅與被測電流磁場大小有關的最終測量結果。與被測電流磁場大小有關的最終測量結果。這種方法能夠對傳感頭內部的線性雙折射和傳感這種方法能夠對傳感頭內部的線性雙折射和傳感材料的材料的Verdet常數(shù)同時進行補償。常數(shù)同時進行補償。2022-5-636比較式光學電流互感器測量臂用來傳感被測電流產生的磁場，參考臂用來測量臂用來傳感被測電流產生的磁場，參考臂用來傳感參考穩(wěn)恒磁場，二者在空間位置上相互正交。傳感參考穩(wěn)恒磁場，二者在空間位置上相互正交。實現(xiàn)補償?shù)膶崿F(xiàn)補償?shù)年P鍵在于測量臂和參考臂的一致性關鍵在于測量臂和參考臂的一

33、致性，必，必須取自同一塊均質的磁光材料，并且加工成同樣大小，須取自同一塊均質的磁光材料，并且加工成同樣大小，同樣形狀。這樣，兩條傳感臂中的線性雙折射相等，同樣形狀。這樣，兩條傳感臂中的線性雙折射相等，同時也保證了兩臂受外界因素影響的程度一致。同時也保證了兩臂受外界因素影響的程度一致。2022-5-637比較式光學電流互感器sin2NNIsin2xIxxxNNNNVH lHIIVH lH 為傳感頭內部線性雙折射引起的相位延遲。 2022-5-638自適應光學電流互感器普通光學電流互感器是一個典型的開環(huán)結構，這普通光學電流互感器是一個典型的開環(huán)結構，這是導致其準確度不高的內因。是導致其準確度不高的

34、內因。如果改變光學電流互感器的開環(huán)機理，使其具有如果改變光學電流互感器的開環(huán)機理，使其具有閉環(huán)系統(tǒng)特性，環(huán)境溫度對光學電流互感器的測量閉環(huán)系統(tǒng)特性，環(huán)境溫度對光學電流互感器的測量性能就不具有決定性作用。基于上述思想出現(xiàn)了自性能就不具有決定性作用?；谏鲜鏊枷氤霈F(xiàn)了自適應光學電流互感器的補償校正方案。適應光學電流互感器的補償校正方案。自適應光學電流互感器的基本思想是：自適應光學電流互感器的基本思想是：構造兩組構造兩組或兩組以上的獨立輸出量，通過對這些獨立輸出量或兩組以上的獨立輸出量，通過對這些獨立輸出量進行自適應運算獲得與干擾（包括溫度干擾）無關進行自適應運算獲得與干擾（包括溫度干擾）無關的測量

35、輸出結果。的測量輸出結果。2022-5-639自適應光學電流互感器自適應光學電流互感器可以看作一個多輸入、單輸出自適應光學電流互感器可以看作一個多輸入、單輸出的濾波器，該濾波器具有可調節(jié)的參數(shù)，參數(shù)的調節(jié)由的濾波器，該濾波器具有可調節(jié)的參數(shù)，參數(shù)的調節(jié)由自適應算法完成，而自適應算法又是由光學電流互感器自適應算法完成，而自適應算法又是由光學電流互感器的輸出量和其他的輸出量和其他獨立變量獨立變量經過數(shù)字信號處理后的誤差信經過數(shù)字信號處理后的誤差信號驅動的。號驅動的。2022-5-640自適應光學電流互感器光路獨立量：光路獨立量：將輸入線偏振光分解為兩束光，即線偏將輸入線偏振光分解為兩束光，即線偏振

36、光和經振光和經1/4波片后的圓偏振光。兩束光經光學電流互波片后的圓偏振光。兩束光經光學電流互感器后成為兩組獨立的電流信號，即與雙折射和法拉第感器后成為兩組獨立的電流信號，即與雙折射和法拉第旋轉角有關的電流和與雙折射有關的電流。經自適應運旋轉角有關的電流和與雙折射有關的電流。經自適應運算處理后，可以得到與雙折射無關的高精度測量輸出。算處理后，可以得到與雙折射無關的高精度測量輸出。2022-5-641自適應光學電流互感器光電獨立量：光電獨立量：光學電流互感器和穩(wěn)態(tài)參考模型同光學電流互感器和穩(wěn)態(tài)參考模型同時測量被測電流（穩(wěn)態(tài)電流傳感器的作用是提供基時測量被測電流（穩(wěn)態(tài)電流傳感器的作用是提供基波電流量

37、測量），由此得到兩組相互獨立的電流信波電流量測量），由此得到兩組相互獨立的電流信號，即與雙折射角和法拉第旋光角有關的電流及與號，即與雙折射角和法拉第旋光角有關的電流及與二者無關的基波電流。經自適應算法處理后，可以二者無關的基波電流。經自適應算法處理后，可以得到與溫度漂移無關的高精度測量輸出。得到與溫度漂移無關的高精度測量輸出。2022-5-642自適應光學電流互感器自適應算法：自適應算法：關鍵在于獲得適當?shù)淖赃m應校正系關鍵在于獲得適當?shù)淖赃m應校正系數(shù)，需要尋找最佳權系數(shù)的搜索方法。數(shù)，需要尋找最佳權系數(shù)的搜索方法。Kalman濾波器能夠用于解決從噪聲中提取信號的濾波器能夠用于解決從噪聲中提取信

38、號的過濾或預測問題，以估計的結果與信號真值之間誤過濾或預測問題，以估計的結果與信號真值之間誤差的均方值最小為最佳準則。差的均方值最小為最佳準則。Kalman濾波算法是遞推形式，非常適合計算機處濾波算法是遞推形式，非常適合計算機處理。理。Kalman算法既適用于平穩(wěn)過程，也適用于非平算法既適用于平穩(wěn)過程，也適用于非平穩(wěn)過程。穩(wěn)過程。2022-5-643自適應光學電流互感器自適應算法：自適應算法：當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由于穩(wěn)態(tài)電流當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由于穩(wěn)態(tài)電流參考模型的電流測量原理是基于電磁傳感原理的，會在參考模型的電流測量原理是基于電磁傳感原理的，會在電流中出現(xiàn)非周期分量，導致穩(wěn)態(tài)電流參考模

39、型會由于電流中出現(xiàn)非周期分量，導致穩(wěn)態(tài)電流參考模型會由于磁飽和而出現(xiàn)嚴重的波形失真。因此在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故磁飽和而出現(xiàn)嚴重的波形失真。因此在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，必須停止自適應計算。障后，必須停止自適應計算。電力系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)電流中會出現(xiàn)奇異點。小波變電力系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)電流中會出現(xiàn)奇異點。小波變換具有多尺度分析和良好的視頻局部化特征，可以準確換具有多尺度分析和良好的視頻局部化特征，可以準確捕捉突變信號。正是根據這個特征，自適應光學電流互捕捉突變信號。正是根據這個特征，自適應光學電流互感器利用小波變化判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障，從而閉鎖自感器利用小波變化判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障，從而閉鎖自適應計算。適應計

40、算。2022-5-644空心線圈電流互感器2022-5-645基本原理空心線圈電子式電流互感空心線圈電子式電流互感器是一種基于傳統(tǒng)電流傳感器是一種基于傳統(tǒng)電流傳感原理、采用有源器件調制技原理、采用有源器件調制技術，由光纖將高壓端轉換得術，由光纖將高壓端轉換得到的光信號傳送到低壓端解到的光信號傳送到低壓端解調處理得到被測電流信號的調處理得到被測電流信號的新型電流互感器。新型電流互感器。高壓端需要電源，因此又高壓端需要電源，因此又稱為稱為有源式電流互感器有源式電流互感器。2022-5-646關鍵技術電流采集以空心線圈為保護通道傳感單元，低功率鐵芯線圈為以空心線圈為保護通道傳感單元，低功率鐵芯線圈為

41、測量通道傳感單元。測量通道傳感單元。一般來講，手工繞制羅氏線圈比較困難，難以滿足高一般來講，手工繞制羅氏線圈比較困難，難以滿足高精度計量要求。采用印制電路板設計的線圈，可以通過精度計量要求。采用印制電路板設計的線圈，可以通過計算機輔助設計將印制導線均勻布置在印刷電路板上，計算機輔助設計將印制導線均勻布置在印刷電路板上，數(shù)字加工技術能保證每匝線圈的橫截面積相等。數(shù)字加工技術能保證每匝線圈的橫截面積相等。由于加工工藝的限制，由于加工工藝的限制，PCB板通常不能很厚，布線匝板通常不能很厚，布線匝數(shù)不能很多，單個線圈產生的電壓不足以滿足輸出的要數(shù)不能很多，單個線圈產生的電壓不足以滿足輸出的要求，需要幾

42、塊求，需要幾塊PCB板串聯(lián)使用。板串聯(lián)使用。2022-5-647關鍵技術電流采集平板型空心線圈組合型空心線圈2022-5-648關鍵技術積分技術模擬積分器結構簡單、響應速度快、輸入動態(tài)范圍大，模擬積分器結構簡單、響應速度快、輸入動態(tài)范圍大，但是由于實際器件不是理想器件，運放的失調、電容的但是由于實際器件不是理想器件，運放的失調、電容的泄露與損耗、時漂和溫漂等因素都會造成積分誤差。其泄露與損耗、時漂和溫漂等因素都會造成積分誤差。其次，模擬積分器的反饋和補償設計不夠靈活，且補償環(huán)次，模擬積分器的反饋和補償設計不夠靈活，且補償環(huán)節(jié)易引入新的誤差。而積分器需要長時間穩(wěn)定工作，完節(jié)易引入新的誤差。而積分

43、器需要長時間穩(wěn)定工作，完全克服這些因素造成的誤差是十分困難的。全克服這些因素造成的誤差是十分困難的。數(shù)字積分器的優(yōu)點是：性能穩(wěn)定，相位特性優(yōu)良，結數(shù)字積分器的優(yōu)點是：性能穩(wěn)定，相位特性優(yōu)良，結構靈活，調節(jié)方便。構靈活，調節(jié)方便。2022-5-649關鍵技術信號調制光強調制式。光強調制式。電路變換后驅動高亮電路變換后驅動高亮LED 實現(xiàn)電光轉實現(xiàn)電光轉換，換，LED 工作在線性區(qū)，其輸出光強和待測電流成比工作在線性區(qū)，其輸出光強和待測電流成比例。例。LED 的輸出信號經多模光纖傳輸?shù)降蛪簜?，由光的輸出信號經多模光纖傳輸?shù)降蛪簜龋晒怆姍z測器實現(xiàn)光電轉換后，送往信號處理電路實現(xiàn)放電檢測器實現(xiàn)光電轉

44、換后，送往信號處理電路實現(xiàn)放大、濾波和顯示等功能。光強調制式的缺點是傳輸?shù)拇?、濾波和顯示等功能。光強調制式的缺點是傳輸?shù)氖悄M信號，易受外界因素影響，因而精度較差。是模擬信號，易受外界因素影響，因而精度較差。2022-5-650關鍵技術信號調制脈位調制式。脈位調制式。電流互感器輸出的二次交流信號經過整電流互感器輸出的二次交流信號經過整流、濾波電路變?yōu)橹绷餍盘?，再由流、濾波電路變?yōu)橹绷餍盘枺儆蒔WM(脈沖寬度調制脈沖寬度調制)電路將被測信號調制為脈寬信息，然后再通過電路將被測信號調制為脈寬信息，然后再通過PPM(脈脈沖位置調制沖位置調制)電路獲得對應于脈寬的脈位信號去驅動發(fā)光電路獲得對應于脈寬

45、的脈位信號去驅動發(fā)光二極管。脈沖調制式的缺點是二極管。脈沖調制式的缺點是只能測量有效值，測量精只能測量有效值，測量精度受整流電路的影響較大，度受整流電路的影響較大，特別是當測量電路含有不同特別是當測量電路含有不同諧波分量時對測量精度造成較大影響。諧波分量時對測量精度造成較大影響。2022-5-651關鍵技術信號調制數(shù)字調制式數(shù)字調制式。待測電流轉化為電壓信號，送往前置。待測電流轉化為電壓信號，送往前置放大電路，然后經快速采樣和放大電路，然后經快速采樣和A/D轉換電路轉換為數(shù)轉換電路轉換為數(shù)字信息去驅動發(fā)光二極管。低壓側的光電轉換器件將字信息去驅動發(fā)光二極管。低壓側的光電轉換器件將由光纖傳送來的

46、光信號轉換為電信號，然后由數(shù)字信由光纖傳送來的光信號轉換為電信號，然后由數(shù)字信號處理器實現(xiàn)數(shù)字濾波、信號解調和顯示等功能。數(shù)號處理器實現(xiàn)數(shù)字濾波、信號解調和顯示等功能。數(shù)字調制的缺點是在字調制的缺點是在高壓側高壓側數(shù)據發(fā)送電路和數(shù)據發(fā)送電路和低壓側低壓側接收接收電路電路必須有同步的時鐘信號必須有同步的時鐘信號，才能保證數(shù)據的正確性，才能保證數(shù)據的正確性，因此需要兩個光電傳輸系統(tǒng)來完成高低端之間的數(shù)據因此需要兩個光電傳輸系統(tǒng)來完成高低端之間的數(shù)據傳送和同步，增加了整個系統(tǒng)的成本，并且采用位串傳送和同步，增加了整個系統(tǒng)的成本，并且采用位串傳送數(shù)據，抗干擾能力較差。傳送數(shù)據，抗干擾能力較差。2022

47、-5-652關鍵技術信號調制脈沖頻率調制式。脈沖頻率調制式。待測電流經電流待測電流經電流/電壓變換后，由電壓變換后，由V/F 變換電路轉化成與邏輯電路兼容的脈沖串或者方變換電路轉化成與邏輯電路兼容的脈沖串或者方波，其輸出頻率與輸入模擬量呈精確的線性比例關系。波，其輸出頻率與輸入模擬量呈精確的線性比例關系。低壓側的解調部分可以采用低壓側的解調部分可以采用F/V 變換，也可以由微處變換，也可以由微處理器采用計數(shù)方法在給定的計數(shù)周期內測量輸入脈沖理器采用計數(shù)方法在給定的計數(shù)周期內測量輸入脈沖串或者方波的個數(shù)，就可以得到在這一計數(shù)周期內輸串或者方波的個數(shù)，就可以得到在這一計數(shù)周期內輸入模擬量的平均值，

48、通過選擇正確的計數(shù)周期，這種入模擬量的平均值，通過選擇正確的計數(shù)周期，這種方式可以得到高精度的測量信號。方式可以得到高精度的測量信號。2022-5-653關鍵技術高壓側供能空芯電流互感器采用空芯電流互感器采用懸浮式電源變換器懸浮式電源變換器的供電方式的供電方式(簡簡稱小稱小CT 方式方式)從一次導線上取能量。但當一次電流很小，從一次導線上取能量。但當一次電流很小，如低至額定電流的如低至額定電流的5%甚至甚至1%以下時，以下時， 電源變換器則不電源變換器則不足以維持正常的激勵狀態(tài)，無法供出能量，存在小電流足以維持正常的激勵狀態(tài)，無法供出能量，存在小電流供電死區(qū)，可能使電子式互感器無法正常工作。供

49、電死區(qū)，可能使電子式互感器無法正常工作。后來發(fā)展為采用后來發(fā)展為采用低壓側的半導體激光器低壓側的半導體激光器通過供能光纖通過供能光纖給高壓側的調制電路供電，給高壓側的調制電路供電， 但存在的關鍵問題是高壓側但存在的關鍵問題是高壓側工作的電路功耗過大，工作的電路功耗過大，60 mW 左右。當然功耗可能進一左右。當然功耗可能進一步降低，步降低， 但功耗的降低意味著互感器的性能將會隨之降但功耗的降低意味著互感器的性能將會隨之降低，低， 在功耗和性能之間必須尋求一個最佳的平衡點。在功耗和性能之間必須尋求一個最佳的平衡點。2022-5-654關鍵技術高壓側供能一般光電轉換的效率較高時為一般光電轉換的效率

50、較高時為30%， 這就要求光源這就要求光源（半導體激光器）的出纖功率至少達到（半導體激光器）的出纖功率至少達到180 mW以上，以上，而出纖功率在這種數(shù)量級的光源，一般壽命較短，而出纖功率在這種數(shù)量級的光源，一般壽命較短， 遠遠遠遠不能滿足電力系統(tǒng)對互感器的壽命要求。不能滿足電力系統(tǒng)對互感器的壽命要求。目前高壓側的供能方法一般是采取復合供能的方式：目前高壓側的供能方法一般是采取復合供能的方式：一次電流較大時，一次電流較大時， 采用采用CT 供電方式；供電方式； 一次電流較小時，一次電流較小時，采用激光供能方式。采用激光供能方式。這種方法可以盡量降低大功率激光這種方法可以盡量降低大功率激光器工作

51、的時間，延長其壽命。器工作的時間，延長其壽命。2022-5-655應用與展望2022-5-656發(fā)展與應用早在早在2020世紀世紀6060年代年代, ,國外即開始研究光學電流互感器國外即開始研究光學電流互感器, ,但由于精度低但由于精度低, ,溫度特性差溫度特性差, ,皆未成功掛網運行皆未成功掛網運行, ,處于理處于理論探索階段。論探索階段。從從2020世紀世紀7070年代起大部分國家都集中在無源式電流互年代起大部分國家都集中在無源式電流互感器的研制工作上。例如，美國以塊狀結構的磁光式感器的研制工作上。例如，美國以塊狀結構的磁光式電流互感器為主，對它的傳感探頭結構、溫度問題、電流互感器為主，對

52、它的傳感探頭結構、溫度問題、信號處理、計量、顯示、以及長期可靠性問題都作了信號處理、計量、顯示、以及長期可靠性問題都作了較為深入的研究。西屋公司研究組研制出的樣機于較為深入的研究。西屋公司研究組研制出的樣機于19861986年進行過單、三相計量與繼電保護的方面的掛網年進行過單、三相計量與繼電保護的方面的掛網運行試驗，后來這個研究組被運行試驗，后來這個研究組被ABBABB收購。收購。目前，目前，ABBABB公司公司已有已有69kV-765kV69kV-765kV全系列磁光式電流互感全系列磁光式電流互感器產品。器產品。2022-5-657發(fā)展與應用系統(tǒng)電壓系統(tǒng)電壓 72.5 - 800kV 72.

53、5 - 800kV 絕緣水平絕緣水平 350 - 2050kV 350 - 2050kV 額定一次側電流至額定一次側電流至 2000 A 2000 A 額定二次電流額定二次電流 1A 1A 精度超過精度超過 0.20.2級級(IEC) (IEC) 2022-5-658發(fā)展與應用加拿大的加拿大的NxtPhaseNxtPhase公司利用公司利用美國美國HoneywellHoneywell公司先進的公司先進的光纖陀螺導航技術光纖陀螺導航技術成果，成功研制了全光纖式電流互成果，成功研制了全光纖式電流互感器，精確度達感器，精確度達0.20.2級，產品已在美國的亞利桑那州電級，產品已在美國的亞利桑那州電力

54、公司運行。力公司運行。20092009年，年，AREVAAREVA（阿?，m）（阿?，m）輸配電公司收輸配電公司收購購NxtphaseNxtphase公司，并開始在全球范圍內推廣這一先進公司，并開始在全球范圍內推廣這一先進技術。到目前為止，在北美和歐洲等技術。到目前為止，在北美和歐洲等2323個國家共有個國家共有10731073套系統(tǒng)已經投入運行，電壓等級覆蓋套系統(tǒng)已經投入運行，電壓等級覆蓋36kV36kV到到550kV550kV，包括高壓交流和高壓直流應用、超大直流電流應用和包括高壓交流和高壓直流應用、超大直流電流應用和GISGIS應用等。應用等。阿爾斯通與施耐德電氣完成阿海琺輸配電阿爾斯通與施

55、耐德電氣完成阿海琺輸配電收購。收購。德國德國西門子西門子公司也在研究類似的全光纖式電流互感器。公司也在研究類似的全光纖式電流互感器。另外，日本及英、法、瑞士等國在磁光式電流互感器另外，日本及英、法、瑞士等國在磁光式電流互感器上進行了大量的研究工作。上進行了大量的研究工作。2022-5-659發(fā)展與應用我國在光纖電流互感器方面的研究起步比較晚，上世我國在光纖電流互感器方面的研究起步比較晚，上世紀紀 80 80 年代才開始，相對其它國家比較落后。年代才開始，相對其它國家比較落后。清華大學、華中科技大學、西安交大、哈爾濱工業(yè)大清華大學、華中科技大學、西安交大、哈爾濱工業(yè)大學、燕山大學、華北電力大學、

56、武漢大學、電子部學、燕山大學、華北電力大學、武漢大學、電子部2626所、北京電科院、沈陽互感器廠和上海所、北京電科院、沈陽互感器廠和上海MWBMWB互感器制造互感器制造公司等都在這方面取得了一定的成果。公司等都在這方面取得了一定的成果。目前，國內提供光學電流互感器的主要廠家有：許繼目前，國內提供光學電流互感器的主要廠家有：許繼電氣和南瑞繼保，此外還有武漢烽火富華、珠海成瑞電氣和南瑞繼保，此外還有武漢烽火富華、珠海成瑞（光供電混合型）、北京水木源華、西安高研等等。（光供電混合型）、北京水木源華、西安高研等等。20102010年年1212月，中國電科院研發(fā)的月，中國電科院研發(fā)的500500千伏全光

57、纖電流互千伏全光纖電流互感器通過鑒定，其測量準確級達感器通過鑒定，其測量準確級達0.2S0.2S級級/3P/3P級，達到行級，達到行業(yè)應用對于互感器產品的最高要求。業(yè)應用對于互感器產品的最高要求。2022-5-660發(fā)展與應用2022-5-661發(fā)展與應用2022-5-662發(fā)展與應用2022-5-663發(fā)展與應用許繼在黑河掛網運行的電子式電流互感器許繼在黑河掛網運行的電子式電流互感器2022-5-664發(fā)展與應用許繼自適應光學電流互感器許繼自適應光學電流互感器2022-5-665展望通過多年探索通過多年探索, , 上面介紹的幾種主流結構也都有掛上面介紹的幾種主流結構也都有掛網運行的經歷及產品

58、出現(xiàn)網運行的經歷及產品出現(xiàn), , 但由于成本、精度、長但由于成本、精度、長期運行的可靠性等方面的原因期運行的可靠性等方面的原因, , 目前離大規(guī)模替代目前離大規(guī)模替代傳統(tǒng)電流互感器還有距離。今后傳統(tǒng)電流互感器還有距離。今后, , 除了可能出現(xiàn)新除了可能出現(xiàn)新的方法外的方法外, , 總的發(fā)展趨勢將集中表現(xiàn)在繼續(xù)探索解總的發(fā)展趨勢將集中表現(xiàn)在繼續(xù)探索解決上述問題的方案上決上述問題的方案上, , 并可能在以下方面獲得突破并可能在以下方面獲得突破: :研究新型傳感光纖。研究新型傳感光纖。隨著光纖材料研究的進展隨著光纖材料研究的進展, , 可可能出現(xiàn)高維爾德常數(shù)且對溫度不敏感的新型傳感光能出現(xiàn)高維爾德常

59、數(shù)且對溫度不敏感的新型傳感光纖纖, , 提高全光纖型電流互感器的精度及穩(wěn)定性。提高全光纖型電流互感器的精度及穩(wěn)定性。2022-5-666展望集成光學的發(fā)展集成光學的發(fā)展。研究集成光學組件研究集成光學組件, , 將光路中用將光路中用到的有關光學器件集成在一個組件上到的有關光學器件集成在一個組件上, , 簡化系統(tǒng)結簡化系統(tǒng)結構構, , 提高性能。例如提高性能。例如, , 目前已經出現(xiàn)的用于光纖陀目前已經出現(xiàn)的用于光纖陀螺的集成組件螺的集成組件, , 采用采用LiNbO3LiNbO3作為功能材料作為功能材料, , 將光分將光分路器、相位調制器、偏振器等集成在一個芯片上路器、相位調制器、偏振器等集成在一個芯片上, , 使系統(tǒng)性能大大提高使系統(tǒng)性能大大提高, , 經過改進經過改進, , 這種集成組件可這種集成組件可望用于全光纖型望用于全光纖型電流互感器。電流互感器。磁光玻璃型傳感頭結構設計。磁光玻璃型傳感頭結構設計。在保證反射保偏性的在保證反射保偏性的前提下前提下, , 優(yōu)化光路設計優(yōu)化光路設計, ,提高傳感頭的易加工性。提高傳感頭的易加工性。另外，還可進一步降低磁光玻璃各部分的溫度梯度，另外，還可進一步降低磁光玻璃各部分的溫度梯