光纖電流傳感器的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)組成等知識(shí)的介紹

　 光纖電流傳感器概述

　　光纖電流傳感器是一種新型的電流傳感器，與電磁式電流互感器相比，基于光學(xué)、微電子、微機(jī)技術(shù)的光纖式電流傳感器（OFCT），具有無鐵心、絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，體積小、重量輕、線性度好、動(dòng)態(tài)范圍大、無飽和現(xiàn)象，輸出信號(hào)可直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)既滿足、推動(dòng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展，而且應(yīng)用前景十分廣闊。

　　當(dāng)線偏振光（見光的偏振）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＝VBl，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)。

　　由于光在光纖中，一邊反射，一邊行進(jìn)，偏振波相應(yīng)于曲線的形狀會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。針對(duì)此現(xiàn)象，在光纖的一端設(shè)置一塊鏡面導(dǎo)致光纖中光線的往返，借助光的來回往返，成功補(bǔ)償和解決了偏振波的旋轉(zhuǎn)問題。將鉛玻璃光纖用于傳感器元件，并結(jié)合利用鏡面的方法，只需把光纖卷繞在載流導(dǎo)體上，用于電流計(jì)測(cè)的反射型傳感器就基本完成。其次，開發(fā)了調(diào)制程度的平均處理與信號(hào)處理方式，這有利于特性的穩(wěn)定及噪音的抑制。此外，對(duì)光源、受光元件、信號(hào)傳輸光纖等種類與傳感器特性的關(guān)系進(jìn)行了研究，而且，慎重選擇了旨在降低成本和實(shí)現(xiàn)小型化的傳感器制作技術(shù)。目前，光纖傳感器技術(shù)正朝實(shí)用化的方向進(jìn)展，以適應(yīng)電力系統(tǒng)的廣泛需求。

　光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)

　　光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1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。從傳感頭有無電源的角度，可分為無源式和有源式兩類。

　　圖一光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖