全光纖電流互感器小結(jié)

全光纖電互感器學(xué)習(xí)結(jié)一、全纖電流互感的基本構(gòu):1全光纖電流互感器結(jié)構(gòu)根據(jù)功能可以分為光纖傳感器光學(xué)傳輸單元，合并單元三部分組成。光纖傳感器部分由14波片，感應(yīng)光纖和反射鏡組成，通過(guò)熔接形成一個(gè)無(wú)源傳感器件這部分在高壓一次設(shè)備側(cè)在復(fù)合絕緣子中布置了保偏光纖在互感器的底座裝有偏振器和調(diào)制器兩個(gè)光學(xué)元件調(diào)制信號(hào)由合并單元提供無(wú)需外部供電光纖傳感器和合并單元之間采用標(biāo)準(zhǔn)的單模通信光纖。圖、全光纖電流互感器構(gòu)示意圖2、以ALSTON全光纖為例對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，其電流互感器就地端子箱如下圖，其中主要包括偏振器，調(diào)制器，溫度傳感器，其端子箱主要作用有接收合并單元提供的調(diào)制信號(hào)光纖溫度測(cè)量給合并單元用于計(jì)算溫度補(bǔ)償以及實(shí)現(xiàn)單模通信光纖與保偏光纖的熔接。

圖、互感器本體及端子3、NXCT合并單元前面板上有三個(gè)指示燈和一個(gè)數(shù)字通訊接口指示燈工作狀態(tài)如下：Power:電源正常時(shí)綠色常亮；MaintenanceRequired:正常運(yùn)行時(shí)熄滅，輕微故障時(shí)橙色常亮；DataInvalid：正常運(yùn)行時(shí)熄滅，傳輸數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)紅色常亮（相當(dāng)于嚴(yán)重故障圖、NXCT光單元前面板4、NXCT合并單元背板結(jié)構(gòu)如圖4所示其中各個(gè)接口的作用如下：（1）:連接一次側(cè)，給測(cè)量回路提供光源，同時(shí)接收電流信息的接口；（2并單元測(cè)量的電量經(jīng)TDM總線給需要的控制保護(hù)設(shè)備路TDM，每路包含該合并單元測(cè)量的全部電流；（3個(gè)合并單元之間的連接光纖，可以同步測(cè)量的電流量，使輸出的TDM總線中含兩個(gè)機(jī)柜測(cè)量的電流。（4合并單元提供兩路供電電源接線端子；

（5并單元連接至調(diào)制器的端子排；（6溫度測(cè)量，用于溫度補(bǔ)償?shù)模籌DL采用的是光纖傳輸，其它電流量用的是電纜傳輸；（7并單元電流模擬量輸出端子或裝置報(bào)警輸出。圖4NXCT光單元背板5、NXCT合并單元特性如下圖所示:圖5NXCT合單元特性同里站的數(shù)字輸出端口含有6路獨(dú)立的數(shù)字接口。二、全纖電流互感的原理

1、理論基礎(chǔ)：法拉第磁光效應(yīng)（Magneto-optioaloffect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磁場(chǎng)，則光振方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)角度與磁感應(yīng)強(qiáng)度和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度的乘積成正比，偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為法拉第效應(yīng)或磁致旋光效應(yīng)。薩格納克干涉原理測(cè)量（interferometer兩束相干光間光程差的任何變化會(huì)非常靈敏地導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng)通過(guò)干涉條紋的移動(dòng)變化可測(cè)量光程微小的改變量從而測(cè)得與此有關(guān)的其他物理量（如電流安培環(huán)路定理(Amperecircuitaltheorem)：沿任何一個(gè)區(qū)域邊界對(duì)磁場(chǎng)矢量進(jìn)行積分其數(shù)值等于通過(guò)這個(gè)區(qū)域邊界內(nèi)的電流的總和，這個(gè)定理與區(qū)域的形狀，距離和材料無(wú)關(guān)。按照安培定理，相鄰導(dǎo)體產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)（干擾磁場(chǎng)）的任何閉環(huán)矢量積分為零。也即。臨近導(dǎo)體的干擾對(duì)全光纖互感器無(wú)任何影響。2、工作原理：如全光纖互感器結(jié)構(gòu)示意圖所示光源發(fā)出的光經(jīng)偏振器起偏成兩束相互垂直的線偏光，這兩束正交模式的光經(jīng)過(guò)／4波片后分別變成左旋和右旋模式的圓偏光進(jìn)入傳感光纖，受到導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用，左右旋圓偏光以不同的速度傳播，從而引起光波相位的變化，光在傳感器端的鏡面反應(yīng)后，這兩束圓偏光的偏振模式互換，通過(guò)傳感光纖再次受到磁場(chǎng)作用，從而使受到作用的效果加倍。這兩束圓偏光經(jīng)過(guò)波片后恢復(fù)為線偏振光，并在偏振器處發(fā)生干涉，通過(guò)測(cè)量干涉光強(qiáng)檢測(cè)出相位差，而相位差與導(dǎo)體中的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，而磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流強(qiáng)度成正比，從而可以得到被測(cè)電流的大小。傳感器輸出光強(qiáng):Pd=loss××Po×【1+cos（φf(shuō)+φ式中l(wèi)oss是光路損耗；是源輸出光強(qiáng)；φ是調(diào)制相位；φf(shuō)是Farady相位；

Farady相位：φf(shuō)=4NVI式中N為傳感光纖的匝數(shù)；是費(fèi)爾德常數(shù)；I是導(dǎo)體中的電流。三、同站（直流部）全光電流互感器使用：同里換流站閥廳直流極線、母線、中性線及直流線路出口極線、直流濾波器高壓側(cè)直流濾波器不平衡電流測(cè)量等光采用的是型號(hào)為NXCT純光纖電流互感器。圖6同里站極I全光纖電流互感器接線圖其中閥廳內(nèi)為懸吊式或自立式、直流場(chǎng)線路出口處為自立式。同里站直流場(chǎng)極線用光，閥廳用CT，直流濾波器高壓側(cè)光CT均為每點(diǎn)位配置三套，對(duì)應(yīng)3個(gè)合并單元，每個(gè)合并單元提供6路獨(dú)立的TDM協(xié)議光接口輸出，每路信號(hào)包含該合并單元接入的所有測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)于極線出口處的800kVCT（IDL),還一套用于諧波測(cè)量，對(duì)應(yīng)1獨(dú)立的合并單元，提供6路獨(dú)立的TDM協(xié)議光接口輸出（只包含IDL直流濾波器高壓電容器不平衡光CT每點(diǎn)位配置3，對(duì)應(yīng)另外3合并單元，每個(gè)合并單元提供路獨(dú)立的TDM協(xié)議光接口輸出（包含直流濾波器三個(gè)測(cè)點(diǎn)不平衡電流四、自檢能：NXCT全光纖電流互感器含有全自檢功能，能夠提供設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)功能，

通過(guò)數(shù)字通訊RS232接口將電流互感器的運(yùn)行情況如光源強(qiáng)度纖通訊狀況，光電單元功耗，系統(tǒng)溫度等參數(shù)發(fā)送到后臺(tái)，并提供報(bào)警