无源型光学电流互感器简介

    无源型光学电流互感器基于光学传感技术，采用光学传感头来取样一次电流。无源型光学电流互感器从传感原理来分，常用的有基于Farady磁光效应的光学电流互感器和基于磁致伸缩效应的光学电流互感器两类。

    当一束平面线偏振光通过磁场作用下的磁光材料传播时，其偏振平面会线性地随着平行于光线方向的磁场的大小发生偏转，这种旋转现象称为Farady磁光效应。若磁场由电流产生，并将不容易测量的偏振光的偏转角度信号转换为容易测量的偏振光的光强信号，就可间接地测量出电流。多数无源型光学电流互感器都是基于Farady磁光效应的，其传感部分所用的元件为具有Farady磁光效应的元件：可用铅玻璃、硼硅无铅玻璃等制成传感元件，来自光源的光经光纤传送到高压侧，并经起偏器变为直线偏振光，入射到具有Farady磁光效应的传感元件，被测电流产生的磁场使其偏振面偏转，通过检偏器将偏转角度的变化转换为光强的变化，从而把相位调制光变为振幅调制光，再通过光纤送往低压侧，进行光电转换、信号放大及处理，即可测得电流。除了采用铅玻璃等作为传感元件外，还可直接用光纤作为传感头，将光纤缠绕在被测电流的导线外面，光路从光纤中通过，Farady磁光效应在环绕导体的光纤中产生，这种互感器称为全光纤型光学电流互感器。其结构简单，安全方便，成本低，易于制造，尤其是光纤包围了磁路，受附近其他磁场的影响小，并且可以通过改变环绕导体的光纤匝数来调整测量的灵敏度。但是由于光纤缠绕在导体上，纤芯截面上产生的应力不均匀等因素，会对所通过的光波产生双折射现象，影响测量精度，因此必须采取措施减少双折射现象，或者采用零双折射的光纤，但这种光纤制造困难。

    基于磁致伸缩效应的光学电流互感器利用磁致伸缩材料来感应电流产生的磁场对光的影响，如将磁致伸缩材料粘贴或镀在光纤上，磁致伸缩材料在电流产生的磁场作用下，其轴向尺寸将发生变化，则光纤中的光程也将发生变化，从而引起光相位的变化。其实这种方法是利用电流产生的磁场对光的相位进行调制，通过干涉法检测相位变化即可测得电流。该方法受光学元件本身长期性能的稳定性和可靠性以及外界干扰等因素的影响比较严重，应用不是很广泛。

    无源型光学电流互感器线性度较好，可取得较高的灵敏度，绝缘性能好，但是温度变化、震动和压力等外界因素对传感头的可靠性和稳定性影响较大，对光源、光纤及信号的处理技术等要求比较高。