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第 12 卷第 1 期 湖 南 工 程 学 院 学 报 Vo1. 12. No. 1 2002 年 3 月 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 Mar. 2002 Journal of Hunan Institute of Engineering 光纤电参量传感器的研究 刘 　晔 , 王 　锋 , 韦兆碧 , 时德钢 , 邹建龙 ① (西安交通大学电气工程学院 ,陕西 西安 710049) ( ) 　　摘 　要 : 介绍了几种光纤电参量传感器 包括光纤电流传感器、光纤电压传感器和光纤电功率传感器 的工作原理及基本特征 ,分析了目前研究的主要问题 ,介绍了作者的研究成果 ,指出了它们的若干发展 方向。对改进电力系统适用光纤传感器的设计 ,提高光纤电参量传感器的性能具有指导作用。 关键词 : 光纤传感器 ; 电力系统; 电流测量; 电压测量; 电功率测量 ( ) 中图分类号: TP212 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 1671 - 119X 2002 01 - 0001 - 05 要特点 ,并指出其进一步的研究方向。 0 　引 　言 1 　光纤电流传感器 电流、电压和电功率是反映电力系统中能量转 换与传输的基本电参量 ,是电力系统计量的重要内 光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础 、 容。随着电力工业的迅速发展 ,一次仪表和二次仪 以光纤为介质的新兴电力计量装置。它通过测量光 表之间的电气绝缘和信息传递的可靠性问题使得传 波在通过磁光材料时其偏振面由于电流产生的磁场 统的电磁测量方法日益显露出其固有的局限性 ,如 的作用而发生旋转的角度来确定被测电流的大小。 电绝缘问题、电磁干扰问题、磁饱和问题等。这是因 与传统的电磁感应式电流互感器相比 ,在高电压大 为 : 电力系统的在线设备必须非常可靠, 电力供应即 电流测量的应用中采用光纤电流传感器具有明显的 使是很短时间的停顿 ,其后果也是非常严重的。电 优越性[ 1 - 2 ] : ( 1) 不含油 ,无爆炸危险 ; (2) 与高压线 力系统使用的各种传感头需要经常加以维护 ,但他 路完全隔离 ,满足绝缘要求 ,运行安全可靠 ; (3) 不含 们可能位于非常难接触到的位置 , 比如在真空中、气 铁心 ,无磁饱和、铁磁共振和磁滞现象 ; (4) 不含交流 体中或油箱中等 ,也可能在变压器的绕组之间或在 线圈 ,不存在输出线圈开路危险 ,可用于测量直流 ; 远方的电站中。在大多数情况下 ,传感器的体积必 (5) 抗电磁干扰 ; (6) 响应频域宽 ; (7) 便于遥感和遥 须很小 ,而且应是被动式的 ,即能够在低能耗状态下 测 ; (8) 有利于变电站综合自动化水平的提高 ; (9) 体 工作。传感及控制系统的绝缘要求非常之高 ,而这 积小、重量轻、易安装等。 一要求对于以电等形式操作的传感器来说 ,意味着 光纤电流传感器系统如图 1 所示[ 3 ]