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光纤电流互感器基本原理和结构

2015-10-21 08:52| 来源:电工学习网| 查看: 4674| 评论: 0

摘要:   当一束线偏振光在介质中传播时,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β与磁感应强度B和光穿越介质的长度d的乘积成正比,即β=VBd,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 ...

  当一束线偏振光在介质中传播时,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β与磁感应强度B和光穿越介质的长度d的乘积成正比,即β=VBd,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磁光效应。

  光纤电流互感器基本结构

  LED发出的光源,经过光学准直镜头以后,形成平行光进入起偏器,经过起偏器以后转变为线偏振光,当线偏振光经过安装在导线上的磁光晶体时,导线中的电流产生的磁场将使光的偏振方向发生偏转,偏转后的偏振光通过检偏器,检测出偏振面旋转的角度。

  经过检偏器以后的变化了光强的光,经过第二光纤后由光处理模块上的光电探测器接收,并把它转换成电信号,然后经过相关电路检出其光强变化,再经过信号处理、信息提取等智能过程,从而实现对导体内电流强度的检测。图1为光纤电流互感器的结构示意图。

  图1 光纤电流互感器基本结构示意图

  光纤电流互感器的实现方法

  光电检测原理主要通过以下几部分实现:光学器件:包括光传感头、绝缘件、夹具、定制光纤等;

  光电处理模块:包括发光器件、光接收器件、光电转换、计算及分析判断。图2为光电检测原理框图。

  光纤电流互感器的特点如下:

  (1)量程宽、精度高、频带宽、响应快,可同时满足测量和保护需要。

  (2)安装维护便利,不损坏、不切割已有设备。

  (3)全绝缘、耐高温,无二次开路危险。

  (4)短路故障测距,提高供电系统可靠性。

  (5)节能环保,促进可持续发展。

  图2 光电检测原理框图

  硬件架构模式

  光纤电流互感器所运行的硬件平台,以高速双CPU架构模式和16位AD作为核心元器件,包含大容量的程序FLASH、RAM、I/O接口、SCI、SPI等资源,大大地简化了硬件的复杂程度,提高了硬件的可靠性。主体硬件构架模式如图3所示。

  图3 主体硬件构架模式

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