螺線管型磁力耦合式光纖光柵大電流傳感器研究.pdf

1、電流值作為電力系統(tǒng)中一個最基本的參量，在發(fā)變電站、交直流輸電、電解電鍍、電氣機(jī)車、核物理等系統(tǒng)中，已高達(dá)數(shù)百、數(shù)千甚至數(shù)萬安培。電流值的實(shí)時、直接、準(zhǔn)確地監(jiān)測，不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、能源節(jié)約、系統(tǒng)成敗等問題，更關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全。在當(dāng)前電力系統(tǒng)高容量、高電壓等級的情況下，傳統(tǒng)的電磁式互感器已經(jīng)開始顯得力不從心;光纖電流傳感器具有防爆、防電磁干擾、安全性好等突出的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)受到人們越來越多的重視，并產(chǎn)生了掛網(wǎng)運(yùn)行的全光纖型電流傳感器產(chǎn)

2、品;光纖光柵除具備光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有波長解調(diào)、復(fù)用性好、可分布式測量等優(yōu)勢，以光纖光柵為傳感單元的電流傳感器也在最近幾年得到一系列研究，但是到目前為止，還沒有一種光纖光柵電流傳感器的產(chǎn)品出現(xiàn)。本文提出了一種磁力耦合式的光纖光柵大電流測量方案，能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)中的電流量轉(zhuǎn)化成磁性材料之間的電磁作用力，最終轉(zhuǎn)換成光纖光柵的諧振波長的變化量。傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
　　本文所完成的主要工作和取得成果包括以下幾

3、個方面:(1)分析了傳統(tǒng)的電流互感器存在的問題和不足，指出了研究新型的光纖電流傳感器的迫切性和必要性;(2)推導(dǎo)了磁場作用于鐵磁性材料時的磁力耦合理論，結(jié)合光纖光柵的傳感理論，提出了磁力耦合式光纖光柵電流傳感方法的思路;(3)確定了螺線管型磁力耦合式光纖光柵大電流傳感器的理論模型，并推導(dǎo)了電流值的大小與光纖光柵諧振波長漂移量之間的理論關(guān)系;(4)對傳感器中的關(guān)鍵部件進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果與理論相吻合，進(jìn)而確定了傳感器的結(jié)構(gòu)與參數(shù);(5)對