基于磁敏材料的光學電流互感器的理論與應(yīng)用研究.pdf

1、基于磁敏材料的光學電流互感器具有無絕緣要求，無高壓端開路危險和滿足智能電網(wǎng)數(shù)字化輸出需求等諸多優(yōu)點，是目前世界各國電流互感器發(fā)展的一個重要方向。本工作以電壓等級日益增高的電力系統(tǒng)中對性能優(yōu)良的電流互感器的重大需求為出發(fā)點，針對不同測試環(huán)境、測試對象對電流互感器精度和靈敏度的不同要求，對基于法拉第磁敏材料和新型磁流體磁敏材料的光學電流互感器進行性能和應(yīng)用研究，針對每種互感器中存在的關(guān)鍵問題提出相應(yīng)解決方法。
　　本文主要工作如下：<

2、br>　　1、對基于法拉第磁敏材料的磁光晶體棒光學電流互感器，深入分析了正交探測方式提高信噪比的能力，對本課題組制作的磁光晶體棒電流互感器進行了性能研究，并詳細推導(dǎo)了磁光晶體棒與導(dǎo)線不同位置時法拉第旋轉(zhuǎn)角和電流之間的關(guān)系，從實驗和理論兩方面分析了導(dǎo)線距離和方位變化對電流傳感性能的影響。
　　2、對基于法拉第磁敏材料的光纖環(huán)式電流互感器，提出了利用穆勒矩陣和邦加球直觀分析互感器中偏振光特性的方法，并利用此方法首先分析了這種互感器中最

3、主要的問題，即線性雙折射問題的影響，然后針對利用法拉第反射鏡的光纖環(huán)式全光纖電流互感器分析了法拉第反射鏡的作用，并進一步提出了利用偏振復(fù)用技術(shù)解決線性雙折射問題的方法。
　　3、深入分析了單模-多模-單模（SMS）光纖結(jié)構(gòu)的模式干涉原理，并重點對SMS光纖結(jié)構(gòu)的溫度交叉敏感特性進行了研究。結(jié)果表明多模光纖包層材料的熱光效應(yīng)和封裝材料的熱膨脹效應(yīng)是影響其溫度性能的兩個最主要因素，從而為本工作制作的基于磁流體和SMS光纖結(jié)構(gòu)的電流互感

4、器的溫度特性研究和溫度補償方法提供了支持和參考。
　　4、基于磁流體的磁控折射率特性和吸收特性以及SMS光纖結(jié)構(gòu)的多模干涉原理制作了磁流體式電流互感器，隨后對所制作電流互感器的傳感性能進行了測試，得到基于干涉光譜特征波長變化和傳輸損耗變化解調(diào)的電流檢測靈敏度分別為7.8pm/A（78pm/Oe）和0.0092dB/A（0.092dB/Oe）。
　　5、對磁流體式電流互感器提出了兩種改進其靈敏度的方法。一種是針對基于傳輸損耗變