基于磁敏材料的光學(xué)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(xué)電流互感器具有無絕緣要求，無高壓端開路危險(xiǎn)和滿足智能電網(wǎng)數(shù)字化輸出需求等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前世界各國(guó)電流互感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。本工作以電壓等級(jí)日益增高的電力系統(tǒng)中對(duì)性能優(yōu)良的電流互感器的重大需求為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)不同測(cè)試環(huán)境、測(cè)試對(duì)象對(duì)電流互感器精度和靈敏度的不同要求，對(duì)基于法拉第磁敏材料和新型磁流體磁敏材料的光學(xué)電流互感器進(jìn)行性能和應(yīng)用研究，針對(duì)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(duì)基于法拉第磁敏材料的磁光晶體棒光學(xué)電流互感器，深入分析了正交探測(cè)方式提高信噪比的能力，對(duì)本課題組制作的磁光晶體棒電流互感器進(jìn)行了性能研究，并詳細(xì)推導(dǎo)了磁光晶體棒與導(dǎo)線不同位置時(shí)法拉第旋轉(zhuǎn)角和電流之間的關(guān)系，從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面分析了導(dǎo)線距離和方位變化對(duì)電流傳感性能的影響。
　　2、對(duì)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(duì)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(jìn)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(diǎn)對(duì)SMS光纖結(jié)構(gòu)的溫度交叉敏感特性進(jìn)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(gè)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(bǔ)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(duì)所制作電流互感器的傳感性能進(jìn)行了測(cè)試，得到基于干涉光譜特征波長(zhǎng)變化和傳輸損耗變化解調(diào)的電流檢測(cè)靈敏度分別為7.8pm/A（78pm/Oe）和0.0092dB/A（0.092dB/Oe）。
　　5、對(duì)磁流體式電流互感器提出了兩種改進(jìn)其靈敏度的方法。一種是針對(duì)基于傳輸損耗變