全光纤电流传感器以其高绝缘性、抗高电磁噪声、高线性度响应等诸多优点,在高电压强电流的测量及保护领域中得到广泛的重视和研究。
电力工业是我国国民经济的命脉,随着电力部门的电压等级以及自动化程度的提高,传统的电磁互感器越来越显出其不足之处。而光纤技术和传感技术的迅速发展,促进了光纤电流传感器的研究进展。目前,在电力系统中,测量电流的常规技术是采用以电磁互感原理为基础的电流互感器,但电磁互感器的缺点是体积大、重量重、易受电磁干扰、绝缘困难、存在测量误差、输出端不能开路。为了克服这些缺点,人们寻求用光学传感方法来测量电流和磁场。由于光纤具有抗电磁干扰强、电绝缘性能好、柔软可弯曲等优点,更重要的是它还有区别于其它光学电流传感器的独特优点,即体积小、重量轻、结构简单、可靠性高、易与传输光纤耦合、可长距离传输、便于与计算机连接组成遥测网络等。
全光纤电流传感器可以应用在以下几方面:
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监测开关设备中矩形数据总线上的电流;
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监测圆形导体上的电流;
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高架配送电网;
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监测电极上的磁场;
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电流的传输和配送,检测配电线上的负载电流;
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电流的自动分配,及电流保护,与继电设备连接;
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海陆空运输设备中的电流监测;
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电源系统,在紧急电源供应系统(UPS)、高功率A/D转换器和高功率D/A转换器中的应用。
相对于传统的电磁式电流互感器,全光纤电流传感器具有许多优点:
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电绝缘性好、耐腐蚀、本质安全:对操作人员而言绝对安全,对被测介质而言影响小,不会使其的性质产生变化,无磁饱和问题
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重量轻:传感器部分仅重28g,且不随测量电流大小而变化
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体积小:封装体积小,且不随测量电流大小而变化
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抗电磁/射频噪音干扰:全光纤配置意味着电流噪声没有被光纤传送到调制/控制设备中,可适合于苛刻环境
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一个传感器、两个被测量:通过使用高级光纤配置和信号处理,可同时测量电流和温度两种信号
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可增加动态范围和带宽:可以更大地优化电子、电力系统
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可实现远程实时测量:可数千米远程数据遥感勘测、在线数据获取
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便于复用,便于成网:有助于实现电力系统的数字化管理。