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引言近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。
在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
1 光纤电流传感器1.1 光纤电流传感器概述光纤电流传感器是一种新型的电流传感器，与电磁式电流互感器相比，基于光学、微电子、微机技术的光纤式电流传感器（OFCT），具有无铁心、绝缘结构简单可靠，体积小、重量轻、线性度好、动态范围大、无饱和现象，输出信号可直接与微机化计量及保护设备接口等优点。
这些优点既满足、推动了电力系统的发展，而且应用前景十分广阔。
当线偏振光（见光的偏振）在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比，即ψ＝VBl，比例系数V 称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。
偏转方向取决于介质性质和磁场方向。
上述现象称为法拉第效应。
1845年由M.法拉第发现。
由于光在光纤中，一边反射，一边行进，偏振波相应于曲线的形状会出现旋转。
针对此现象，在光纤的一端设置一块镜面导致光纤中光线的往返，借助光的来回往返，成功补偿和解决了偏振波的旋转问题。
将铅玻璃光纤用于传感器元件，并结合利用镜面的方法，只需把光纤卷绕在载流导体上，用于电流计测的反射型传感器就基本完成。
其次，开发了调制程度的平均处理与信号处理方式，这有利于特性的稳定及噪音的抑制。
此外，对光源、受光元件、信号传输光纤等种类与传感器特性的关系进行了研究，而且，慎重选择了旨在降低成本和实现小型化的传感器制作技术。
目前，光纤传感器技术正朝实用化的方向进展，以适应电力系统的广泛需求。
全光纤电流互感器的原理
全光纤电流互感器（FOCT，Fiber Optic Current Transformer）是一种利用光纤传输信号来测量和监测电流的装置。
其原理基于电流通过导体产生的磁场对光纤的影响。
具体原理如下：
1. 光纤传感器：光纤传感器由一对光纤组成，其中一条光纤作为发送光纤，用来发送光信号；另一条光纤作为接收光纤，用来接收光信号。
2. 光调制器：发送光纤连接到光调制器，光调制器一般采用光电二极管。
当电流通过光调制器产生的电路时，它会产生电流的变化。
这种变化会导致光调制器中的光发生调制，即光的强度发生变化。
3. 磁场感应：将电流通过被测导体上，即可产生一个与电流成正比的磁场。
当电流通过导体时，磁场会穿过光纤传感器的某一部分。
这个磁场的变化会导致光纤产生剪切应力。
4. 剪切应力的传递：剪切应力会传递给接收光纤，导致接收光纤中的光发生相应的调制。
通过测量接收光纤中光的强度变化，可以得到电流大小，实现电流的测量和监测。
全光纤电流互感器具有抗电磁干扰、高精度、宽带宽等特点，适用于高压、大电流等复杂环境中对电流的测量和监测。
NXCT 全光纤电流互感器绿色、低炭、环保、节能 智能化电网的重要基石! 智能化电网的重要基石!TechnologyGRID阿海珐输配电 ITR 拥有丰富的技术资源支 持RPV Italy RMM Mexico ITR+Capacitors Bushing RMW USA ITR RMG Brazil ITR+Coil阿海珐输配电 AREVA T&D 互感器集团 ITR LINENxtPhase O/E ITRITR+Bushing+Capacitors+Air Core Coil阿海珐输配电互感器（上海）有限公司RMC China ITR+Bushing +CapacitorRMK India RML Germany ITRRMT Finland Nokian CapacitorsITR+Coil+BushingPresentation title - 01/01/2010 - P 2© ALSTOM 2010. All rights reserved. Information contained in this document is provided without liability for information purposes only and is subject to change without notice. No representation or warranty is given or to be implied as to the completeness of information or fitness for any particular purpose. Reproduction, use or disclosure to third parties, without express written authority, is strictly prohibited.电流互感器分类电磁式电流互感器 （材料耗用大，绝缘复杂）混合型光电互感器 (有源式光电互感器 ) 电 流 互 感 器 在高压侧采用Rogwski线圈, 将被测电流转换成电压信号 ，再将电压信号转换成光信号传输。
全光纤电子式电流互感器在智能变电站中的应用深圳国电南瑞科技有限公司。
摘要：本文介绍了全光纤电子式电流互感器的工作原理和工作过程，详细阐述了光纤电流互感器的技术优势，最后简单介绍了光纤电流互感器在GIS中的集成方式。
关键词：FOCT，全光纤电流互感器，Faraday磁旋光效应1 引言电流互感器是电力系统中的重要设备，目前国内广泛使用的铁磁线圈电流互感器,尽管稳态测量精度能够满足0. 2级电能计量的要求, 但由于自身结构上的局限性。
在短路故障时会存在磁路饱和现象,导致动态测量能力差,容易造成保护装臵误动和拒动。
随着电力工业的不断发展，传统带铁心的电磁感应式互感器已经越来越不能适应电力系统的要求。
电子式电流互感器是利用光学和电子学原理来实现电力系统电流测量的新型互感器。
与传统的电磁式电流互感器相比较，电子式电流互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象等诸多优点，有望成为传统电磁感应式互感器的理想替代品，已经受到国内外研究人员的普遍重视。
电子式电流互感器有两种传感原理:Faraday电磁感应原理和Faraday磁旋光效应原理。
属于Faraday电磁感应原理的有铁心线圈和空心线圈两种传感结构,空心线圈结构的电流互感器又叫做Rogowski线圈电流互感器。
属于Faraday磁旋光效应原理的包括块状玻璃和光纤两种传感结构,这类电流互感器又叫做光学电流互感器。
其中全光纤电子式电流互感器相对于其他类型的电子式互感器具有测量精度高、动态范围宽、抗环境电磁干扰能力强、敏感环安装方式简单灵活等优点，下面详细介绍一下全光纤电子式电流互感器（以下简称FOCT ）。
2 FOCT 的工作原理全光纤电子式互感器利用了法拉第磁光效应原理。
如图1所示，Faraday 效应是指当一束线偏振光通过臵于磁场中的磁光材料时，线偏振光的偏振面会线性地随着平行于光学方向的磁场的大小发生旋转，旋转角为θ。
图1 Faraday 效应原理在互感器中光纤形成闭合环路，还需遵守安培环路定理l H d l i θνν=⋅=⎰式中ν为磁光材料的费尔德（Verdet ）常数；l 为光通过的路径；H 为被测电流在光路上产生的磁场强度，i 为载流导体中流过的交流电流。
系列全光纤电流互感器介绍全光纤电流互感器是一种利用光纤传感技术实现电流测量的设备，其具有高精度、抗干扰能力强、体积小、重量轻、安装方便等优点。
相比传统电流互感器，全光纤电流互感器在测量过程中可以实现远距离传输和免疫干扰等特性。
全光纤电流互感器通常由光纤传感单元、信号处理单元和控制单元组成。
光纤传感单元是全光纤电流互感器的核心部分，其主要由光纤传感元件、光源和检测器组成。
信号处理单元负责将传感单元采集到的光信号进行处理和转换，转化为电信号。
控制单元负责对光纤电流互感器进行控制和监控。
全光纤电流互感器相比传统电流互感器的一个显著优势是其抗干扰能力强。
传统电流互感器在测量过程中受到电磁干扰的影响较大，从而可能导致测量结果的不准确。
而全光纤电流互感器采用光纤传感技术，光纤可以有效阻隔电磁干扰的影响，从而保证测量结果的准确性。
另外，全光纤电流互感器具有高精度的特点。
在测量过程中，由于电流的微弱变化可以通过光纤传感单元敏感地检测到，因此可以实现较高的测量精度。
在电力系统等对电流变化要求较高的场合中，全光纤电流互感器可以提供更为可靠和准确的测量结果。
全光纤电流互感器的体积小、重量轻，安装方便。
由于采用光纤传感技术，传感单元无需直接与电流被测体相连，极大地简化了安装过程。
相比传统电流互感器，全光纤电流互感器的体积更小、重量更轻，可以适用于空间有限和重量有限的场合，提高了设备的使用便捷性。
此外，全光纤电流互感器还具有较长的传输距离。
光纤的传输距离可以达到几十公里，因此可以实现对远距离电流信号的测量。
这使得全光纤电流互感器适用于电力系统等需要远距离传输信号的场合。
在实际应用中，全光纤电流互感器主要用于电力系统、电气设备故障监测和终端用电监测等领域。
在电力系统中，全光纤电流互感器可以监测电流信号，并提供给控制单元进行实时监测和分析，从而实现对电网运行状态的实时监控。
在终端用电监测中，全光纤电流互感器可以用于记录并监测用户实际用电情况，帮助用户进行用电分析和能源管理。
全光纤电流互感器中的TEC温控模块电路设计郭震; 宋一丁; 闫志辉【期刊名称】《《自动化仪表》》【年(卷),期】2019(040)012【总页数】5页(P41-45)【关键词】半导体激光器; 半导体热电制冷器; 温度控制; PID; ADN8834【作者】郭震; 宋一丁; 闫志辉【作者单位】许继电气技术中心河南许昌 461000【正文语种】中文【中图分类】TH710 引言随着电力系统的快速发展，电网电压等级大幅提高、传输功率的不断增大，传统的电磁式电流互感器由于其易饱和、故障响应时间慢、动态范围及频响范围小等缺点，在继电保护中的局限性日益凸显。
一种新型的全光纤电流互感器以其体积小、质量轻、测量范围大、频率响应宽、抗电磁干扰性能强等优点，将成为电子式电流互感器发展的重要方向。
全光纤电流互感器是基于Faraday磁光效应进行电流测量的。
其中，半导体激光器(laser diode,LD)是全光纤电流互感器中的核心器件。
其工作温度的稳定性与否对于光输出至关重要，将直接影响一次侧电流的采样精度。
因此，必须设计对LD进行温度控制的硬件电路模块，以保证全光纤电流互感器的正常工作。
1 激光器温度控制原理本文中用于温控的半导体激光器，采用的是北京世维通公司生产的型号为SPF0400的光器件。
该光器件内部集成了激光二极管、半导体热电制冷器(thermoelectric cooler，TEC)和负温度系数的热敏电阻。
其中：TEC是电流驱动型器件，可由压控电流源驱动。
该光器件上的压控引脚为温控电路模块提供专用的硬件接口。
TEC的工作原理是利用半导体材料的帕尔贴效应[1-2]，即当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，电偶的两端会出现一端吸热、一端放热的现象。
LD内部热电制冷器结构如图1所示。
图1 LD内部热电制冷器结构示意图Fig.1 Schematic diagram of the thermoelectric cooler in LDTEC的电偶臂为重参杂碲化铋的P型和N型半导体材料，使用导电和导热性都比较好的导电基片使之串联成一个单体。
NXCT 全光纤电流互感器绿色、低炭、环保、节能 智能化电网的重要基石! 智能化电网的重要基石!TechnologyGRID阿海珐输配电 ITR 拥有丰富的技术资源支 持RPV Italy RMM Mexico ITR+Capacitors Bushing RMW USA ITR RMG Brazil ITR+Coil阿海珐输配电 AREVA T&D 互感器集团 ITR LINENxtPhase O/E ITRITR+Bushing+Capacitors+Air Core Coil阿海珐输配电互感器（上海）有限公司RMC China ITR+Bushing +CapacitorRMK India RML Germany ITRRMT Finland Nokian CapacitorsITR+Coil+BushingPresentation title - 01/01/2010 - P 2© ALSTOM 2010. All rights reserved. Information contained in this document is provided without liability for information purposes only and is subject to change without notice. No representation or warranty is given or to be implied as to the completeness of information or fitness for any particular purpose. Reproduction, use or disclosure to third parties, without express written authority, is strictly prohibited.电流互感器分类电磁式电流互感器 （材料耗用大，绝缘复杂）混合型光电互感器 (有源式光电互感器 ) 电 流 互 感 器 在高压侧采用Rogwski线圈, 将被测电流转换成电压信号 ，再将电压信号转换成光信号传输。
光纤电流互感器1 光纤电流互感器光纤电流互感器是一种基于光学技术的特殊测量仪器，用于进行电流的高精度测量，目前应用在各种现代的电力检测系统中，特别是可以为生产者提供安全、可靠、经济、高效的电力测量工具，有效解决手动测量电流时低效、安全性差以及代价高等问题。
2 主要特点* 可完成高精度电流测量光纤电流互感器具有高精度的测量功能，精度高达0.5%，检测能力高达50μA，可以非常准确地测量出所需要的数据。
* 有效降低测量过程中带来的危险与普通电流测量仪器相比，光纤电流互感器在测量过程中可以很大程度的降低部分危险，因为检测的是两路光纤，具有一定的爆炸防护作用，可以避免给检测人员带来安全隐患。
* 操作简便、易于安装集成光纤电流互感器采用了一体化技术，只要将两个光纤连接到电流传感器上，就能够实现电流的测量，在安装方面非常简单，对于对于对技术不熟悉的操作者也非常容易上手。
3 广泛应用光纤电流互感器广泛应用在农业，电力，机械，环境监测，铁路等行业。
它是一种非常先进的测量仪器，能够精确地测量出所需要的电流信号，可以有效地提升工作效率，有助于保护电网与用户安全，减少对环境的危害。
4 实际应用在机电行业，光纤电流互感器可以用来测量大型机器传送带的运行情况，为机电设备的维护保养提供有效的数据支持，准确判断设备是否出现故障，帮助提高机电设备的工作效率。
在现代能源行业，光纤电流互感器可以用于电力检测和跟踪，比如监测某一地区的用电情况，具体的数据信息可以被及时的传输给电力公司，便于精准的控制服务，提高了服务的安全稳定性。
5 结论光纤电流互感器的出现，为电力行业带来了新的管理方式，使测量更加准确、便捷，在安全、经济、高效方面无疑有很大的提升。
希望今后可以更进一步地推广应用，让更多人受益。
中国电科院自主研发成功500kV全光纤电流互感器
佚名
【期刊名称】《电力安全技术》
【年(卷),期】2011(13)1
【摘要】2010-12-29,由中国电科院自主研发的智能变电站关键设备＂FOS-500C-3000-C型500千伏全光纤电流互感器＂,在西安高压研究院完成
IEC60044-8标准规定的所有测试项目,一次性顺利通过型式鉴定试验，其测量准确级达0．2S级／3P级，
【总页数】1页(P37-37)
【关键词】光纤电流互感器;自主研发;中国;IEC60044-8;智能变电站;测试项目;鉴定试验;研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TM452.94
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1.500kV全光纤电流互感器研发成功 [J],
2.乙肝母亲也能生出健康宝宝/泰达新技术让米糠增值10倍/我市研制成功食品"安检"新装备/新的保健食品--杜氏藻、圆石藻系列产品/年产10万吨精制乙醇装置经济效益显著/治疗高血压新药研制成功/泰达生物研制成功国际领先的智能生命康护系统/全固态激光彩色显示系统展现广阔应用前景/领先国内先进技术水平的LED 全彩电子显示屏在天津落成/硬切换式计算机安全隔离器可有效解决信息安全问题/"海鸥"表研发自主核心技术挑战世界钟表巨头/天津环科院研发出多种废水处理技术/并联机器人精度分析与综合研究取得突破/天津大学开发出我国最 [J],
3.国产全光纤电流互感器研制成功 [J],
4.自主知识产权全光纤电流互感器“中国芯”研制成功 [J],
5.自主知识产权全光纤电流互感器“中国芯”研制成功 [J],
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２０１０年第９
期
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器引领新潮流
“十大电气创新”专刊
由阿海珐输配电互感器（上海）有
限公司生产的ＮＸＣＴ全光纤电流互感器
技术源于美国Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司先进的光
纤陀螺导航技术，该技术通过对地球磁
场的精确测量来为军用飞行器提供导
航。
为使这项尖端军用技术能够在民用
领域有所应用，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司对该技
术进行了改良，该技术如今已在新一代
民用飞机如波音７７７等飞行器上广泛使
用。
在１９９７年第一套 全光纤电流互感器
在美国Ｃｈｏｌｌａ发电厂投入使用后，全光
纤电流互感器的研发团队和Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ
公司共同组建了Ｎｘｔｐｈａｓｅ Ｔ＆Ｄ 公司，
专注全光纤电流互感器的技术推广和技
术完善，经过２０多年的技术创新和１０多
年的产品运行经验积累，公司已拥有全
光纤电流互感器有关的技术和应用专利
４０多项，该团队也是全球公认的全光纤
电流互感器技术的领导者。
为了在智能电网方面提供完整的解
决方案，阿海珐输配电公司于２００９年初
收购了Ｎｘｔｐｈａｓｅ Ｔ＆Ｄ公司，并开始在全球范围内推广这一先进技术。
到目前为止，在北美和欧洲等２３个国家共有１０７３套系统已经投入运行，电压等级覆盖３６ｋＶ到５５０ｋＶ，包括高压交流和高压直流应用、超大直流电流应用和ＧＩＳ应用等。
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器采用法拉第磁光效应原理，对电流通过导体时产生的磁场进行直接的测量，这种测量没有饱和现象，避免了常规电磁式电流互感器铁心在电力系统故障状态下的铁心饱和。
而在高压测无任何电子元器件和户外无源的运行方式，也完全避免了其他类型电子式互感器高压侧采集模块需要激光供能所带来的使用寿命和维护问题。
与常规充油或充气的电流互感器相比ＮＸＣＴ全光纤电流互感器具有尺寸小、重量轻的优势，即使在那些占地紧凑的变电站或更换设备受空间限制的场合，都能顺利的安装使用；其良好的抗震性能，能应对各种极端天气和一些气象灾害的影响；其动态范围宽的特性使其能同时满足高精度计量和保护的双重需求；而对高达１００
次电网谐波和相角的精准测量，可为智能电网提供可靠的基础信息。
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器以其无可比拟的优点和标准化数字输出使其成为数字变电站中重要的组成部分。
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器一在中国市场上推出，在短短的半年时间内就获得了不少订单。
上海市电力公司、深圳南瑞公司、国家电网青岛午山２２０ｋＶ变电站智能化改造项目、西安西电开关电气有限公司、国网电科院柔性直流输电示范工程等项目纷纷选用ＮＸＣＴ全光纤电流互感器，仅这几个项目就采用了２０多套ＮＸＣＴ全光纤电流互感器。
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