反射式Sagnac型光纤电流互感器的关键技术 被引量：37

1

作者 李传生 张春熹 +2 位作者 王夏霄 于佳 冯秀娟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期104-108,127,共6页

给出了反射式Sagnac型光纤电流互感器(RS-FOCT)检测相位差与传感光纤Verdet常数及线性双折射、1/4波片相位延迟、相位调制器尾纤偏振串音和延迟光纤偏振串音等参数的定量关系,确定了它们的温度相关性是造成户外型RS-FOCT变比误差的主要... 给出了反射式Sagnac型光纤电流互感器(RS-FOCT)检测相位差与传感光纤Verdet常数及线性双折射、1/4波片相位延迟、相位调制器尾纤偏振串音和延迟光纤偏振串音等参数的定量关系,确定了它们的温度相关性是造成户外型RS-FOCT变比误差的主要原因,并采用传感光纤螺旋绕制、变比误差自补偿、降低相位调制器和延迟光纤偏振耦合等方法加以抑制。分析了RS-FOCT偏振非互易误差的产生机理,提出了偏振器尾纤快轴通光消除非互易波列相干性的误差抑制方法。实验结果表明:在-40～60℃范围内,敏感环路温度变化时变比误差不超过±0.2%;相位调制器、延迟光纤温度变化造成的变比变化量分别由1.828%和5.96%减小到0.283%和0.053 1%;偏振器输入尾纤温度变化引起的互感器输出准周期振荡被抑制。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 变比误差 小电流测量 偏振非互易误差

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全光纤电流互感器灵敏度特性研究 被引量：25

2

作者 肖智宏 程嵩 +3 位作者 张国庆 郭志忠 闫培丽 于文斌 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期212-216,共5页

在全光纤电流互感器理想数学模型基础上,建立了全光纤电流互感器灵敏度特性数学模型,该模型揭示了单位长度线性双折射、传感环半径和光纤缠绕匝数是影响全光纤电流互感器灵敏度的3个主要因素,并得出结论:最优光纤长度时全光纤电流互感... 在全光纤电流互感器理想数学模型基础上,建立了全光纤电流互感器灵敏度特性数学模型,该模型揭示了单位长度线性双折射、传感环半径和光纤缠绕匝数是影响全光纤电流互感器灵敏度的3个主要因素,并得出结论:最优光纤长度时全光纤电流互感器灵敏度最高,且最优光纤长度只与单位长度线性双折射有关;全光纤电流互感器灵敏度随着光纤缠绕匝数增多而增大,且增大到最优光纤缠绕匝数时,全光纤电流互感器灵敏度最高。进而提出利用有效匝数来平衡灵敏度和光纤利用率。实验验证了理论分析结果的正确性。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 灵敏度 线性双折射 传感环半径 光纤缠绕匝数 比差

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全光纤电流互感器温度误差研究 被引量：12

3

作者 王红星 关远鹏 +1 位作者 胡春潮 冯善强 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期200-204,共5页

温度是影响全光纤电流互感器(FOCT)输出稳定性和长期稳定运行的主要因素之一。针对FOCT的温度误差问题,根据光纤中的相位延迟,结合FOCT的反射式Sagnac光路结构的互易性,提出了FOCT的温度误差数学模型,指出FOCT的温度误差不仅与温度偏移... 温度是影响全光纤电流互感器(FOCT)输出稳定性和长期稳定运行的主要因素之一。针对FOCT的温度误差问题,根据光纤中的相位延迟,结合FOCT的反射式Sagnac光路结构的互易性,提出了FOCT的温度误差数学模型,指出FOCT的温度误差不仅与温度偏移量相关,还与温度在某温度下的变化率相关。通过试验和仿真对该FOCT温度误差数学模型进行验证:在试验温度范围中,温度的偏移量绝对值与比差绝对值近似线性相关,并且温度变化率较大时,比差绝对值也相对较大。最后,通过温度拟合曲线补偿,使FOCT温度误差满足0.2级准确度的要求。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 温度误差 反射式Sagnac光路结构 互易性 温度拟合曲线

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光源功率衰减对闭环光纤电流互感器变比影响研究 被引量：12

4

作者 张朝阳 张春熹 +2 位作者 王夏霄 刘晴晴 马宗峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2458-2461,共4页

通过分析光源功率、中心波长、传感光纤Verdet常量,以及闭环光纤电流互感器变比之间的关系,结合测试数据,证明了中心波长漂移是光源功率衰减引起闭环互感器变比变化的主要原因.提出了一种通过提取光路干涉结果中直流信息,修正闭环互感... 通过分析光源功率、中心波长、传感光纤Verdet常量,以及闭环光纤电流互感器变比之间的关系,结合测试数据,证明了中心波长漂移是光源功率衰减引起闭环互感器变比变化的主要原因.提出了一种通过提取光路干涉结果中直流信息,修正闭环互感器数字输出的方法,实现光源功率衰减引起的互感器变比误差补偿.实验结果表明,在出光功率衰减程度相同的情况下,闭环互感器变比变化量从补偿前的1.53%降低到了补偿后的0.45%. 展开更多

关键词 光纤电流互感器 中心波长 Verdet常量 变比误差

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光纤传感用新型特种光纤的研究进展与展望 被引量：9

5

作者 童维军 杨晨 +4 位作者 刘彤庆 张心贲 杨坤 杨玉诚 唐明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期12-25,共14页

本文介绍了主流的特种光纤制备技术及其特点,并根据特种光纤在众多光纤传感领域的应用实例报道了熊猫型保偏光纤、旋转光纤、特殊环境用光纤以及分布式光纤传感用的新型光纤等特种光纤的研发方向及取得的成果。相比传统采用通信光纤的... 本文介绍了主流的特种光纤制备技术及其特点,并根据特种光纤在众多光纤传感领域的应用实例报道了熊猫型保偏光纤、旋转光纤、特殊环境用光纤以及分布式光纤传感用的新型光纤等特种光纤的研发方向及取得的成果。相比传统采用通信光纤的传感应用,基于特种光纤的光纤传感展现出明显的性能优势,并且衍生出多种新型传感机理的光纤传感系统。 展开更多

关键词 光纤传感 特种光纤 分布式传感 光纤陀螺 电流互感器

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基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器设计 被引量：4

6

作者 邸志刚 陈佳旗 +2 位作者 贾春荣 丁笑旺 卓越 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期228-237,共10页

电流互感器作为一次侧电流的常用计量设备之一,它在电力系统的交流电测量、继电保护、电力设备检修控制等相关领域均具有十分重要的地位。针对传统电流互感器存在的线性度低、抗干扰能力差及精度低等问题,尤其在工频小电流精确测量这一... 电流互感器作为一次侧电流的常用计量设备之一,它在电力系统的交流电测量、继电保护、电力设备检修控制等相关领域均具有十分重要的地位。针对传统电流互感器存在的线性度低、抗干扰能力差及精度低等问题,尤其在工频小电流精确测量这一难题方面更是捉襟见肘。鉴于此,本文提出一种基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器。该互感器利用电流经过电阻所产生的焦耳热改变光纤中的光信号特征,从而引起马赫-曾德干涉仪的输出信号变化,然后通过光电探测器完成对干涉仪的光信号捕捉,并将其转换为电信号输出,完成工频小电流检测。结构上通过采用PCB型罗氏线圈作为感应取电装置,并利用MATLAB完成其动态响应分析。另外针对信号采集、传输、处理过程中所出现的噪声信号,设计了基于FPGA技术的信号处理系统,以提高信噪比。最后通过实验对工频小电流进行测量,线性度为0.9961,检测精度可达到0.14%。实验结果表明提出的光纤电流互感器相较于传统光学电流互感器相比,具有更高的线性度和测量精度,为基于热效应的电流互感器发展提供了新的思路,也为工频小电流的测量提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 马赫-曾德干涉仪 FPGA 工频电流 热效应

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全光纤电流互感器PID控制算法研究 被引量：5

7

作者 张猛 李军 +3 位作者 王新刚 魏建巍 张敬涛 王仕韬 《电子测量技术》 2017年第12期156-159,共4页

全光纤电流互感器(FOCT)克服了传统电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,优化动态特性有助于提高全光纤电流互感器保护动作的快速性。全光纤电流互感器的检测电路的带宽限制了系统的闭环带宽。对于采用数字闭环方案的全光纤电流互感器... 全光纤电流互感器(FOCT)克服了传统电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,优化动态特性有助于提高全光纤电流互感器保护动作的快速性。全光纤电流互感器的检测电路的带宽限制了系统的闭环带宽。对于采用数字闭环方案的全光纤电流互感器,其带宽限制主要由闭环数字控制算法决定。通过理论分析、仿真及实验验证,表明在闭环控制算法中引入PID控制算法,有效提高了闭环带宽,为全光纤电流互感器在智能电网保护中的推广应用具有重要的意义。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 闭环控制 动态特性 PID控制

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光学器件对全光纤电流互感器温度稳定性影响研究

8

作者 朱长银 阎嫦玲 +4 位作者 罗苏南 丁晔 刘东超 赵森林 须雷 《光学与光电技术》 2023年第5期52-60,共9页

为研究光学器件对全光纤电流互感器温度稳定性的影响,分析了起偏器、直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串扰对全光纤电流互感器的精度的影响。对每种光学器件,在其环境温度变化范围为-40~+70℃时,测试了起偏器输出光消光比变化,以及... 为研究光学器件对全光纤电流互感器温度稳定性的影响,分析了起偏器、直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串扰对全光纤电流互感器的精度的影响。对每种光学器件,在其环境温度变化范围为-40~+70℃时,测试了起偏器输出光消光比变化,以及直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串音变化情况;也测试了对应的全光纤电流互感器的精度变化情况。测试结果表明,直波导相位调制器、延时光纤线因环境温度变化引起的偏振串扰会引起全光纤电流互感器的精度变化,其中直波导相位调制器是决定全光纤电流互感器的温度稳定性的关键器件。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 温度稳定性 偏振串扰 相位调制器 起偏器 延时光纤线

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特高压换流阀闭锁时中性母线断路器故障分析

9

作者 李松山 高云龙 隗政 《电力安全技术》 2023年第4期59-61,共3页

针对某特高压换流站直流系统调试期间换流阀闭锁时直流转换开关中性母线断路器故障,通过查看故障分闸时电流录波波形,核对现场主设备安装位置,分析出中性母线断路器跳闸失败的故障原因为光纤电流互感器安装位置错误,并对该电流互感器接... 针对某特高压换流站直流系统调试期间换流阀闭锁时直流转换开关中性母线断路器故障,通过查看故障分闸时电流录波波形,核对现场主设备安装位置,分析出中性母线断路器跳闸失败的故障原因为光纤电流互感器安装位置错误,并对该电流互感器接线进行改正,为同类事件的处理提供参考。 展开更多

关键词 特高压换流阀 中性母线断路器 光纤电流互感器

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Sagnac式光纤电流互感器的光波偏振特性建模及误差特性分析 被引量：3

10

作者 孙健 王立辉 《电测与仪表》 北大核心 2016年第16期75-79,共5页

Sagnac式光纤电流互感器要求光波具有特定的偏振特性。起偏器、波片、保偏光纤主轴熔接等因素均会引起光波偏振误差,非理想的偏振光波导致互感器干涉信号串扰。围绕Sagnac式光纤电流互感器偏振误差特性,采用琼斯矩阵建立光纤电流互感器... Sagnac式光纤电流互感器要求光波具有特定的偏振特性。起偏器、波片、保偏光纤主轴熔接等因素均会引起光波偏振误差,非理想的偏振光波导致互感器干涉信号串扰。围绕Sagnac式光纤电流互感器偏振误差特性,采用琼斯矩阵建立光纤电流互感器光波偏振模型,分析光纤电流互感器中线偏振态及圆偏振态演变过程;以光纤电流互感器光波偏振模型为基础,研究光波偏振器消光比、保偏光纤主轴熔接角以及波片相位延迟角对光纤电流互感器光波偏振及性能的影响。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 偏振误差 非互易相位 偏振态

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开合式在线测量大电流的光纤电流互感器 被引量：3

11

作者 贾明 杨功流 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第4期1-3,22,共4页

介绍了一种可以用于在线测量、实时安装、拆卸的开合式光纤电流互感器方案。在传感头开启过程中,利用传感头内部一段橡胶骨架的弹性产生均匀变形,使绕制在上面的光纤应力变化较小。为了保证互感器的温度稳定性,传感头内部骨架主要为石... 介绍了一种可以用于在线测量、实时安装、拆卸的开合式光纤电流互感器方案。在传感头开启过程中,利用传感头内部一段橡胶骨架的弹性产生均匀变形,使绕制在上面的光纤应力变化较小。为了保证互感器的温度稳定性,传感头内部骨架主要为石英材料,由于石英骨架加工的误差比较大,所以采用长圆孔的支架将其固定在传感头结构上。信号处理部分基于全数字闭环检测,采用方波调制方案,并通过数字阶梯波反馈实现闭环检测。在开合过程后对开合式互感器进行测试分析,实验结果表明系统的变比稳定性可以达到了0.5%的精度,可以满足实际应用的要求。 展开更多

关键词 光纤 电流互感器 开合式 在线测量

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光纤电流互感器与隔离断路器集成技术研究 被引量：3

12

作者 李付永 陈亚亚 +1 位作者 徐知芳 杨颖 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期124-129,共6页

文中基于当前行业现状,分析了电子式电流互感器与隔离断路器集成设计的困难与弊端,介绍了新兴的光纤电流互感器的工作原理及组成,并提出了一种将光纤电流互感器与隔离断路器集成的技术思路。结合产品开发实践,研究并给出了从一次侧的高... 文中基于当前行业现状,分析了电子式电流互感器与隔离断路器集成设计的困难与弊端,介绍了新兴的光纤电流互感器的工作原理及组成,并提出了一种将光纤电流互感器与隔离断路器集成的技术思路。结合产品开发实践,研究并给出了从一次侧的高压结构、绝缘密封、光纤绝缘套管,到二次侧的采集单元7相合1机箱的详细设计方案,实现了光纤电流互感器与隔离断路器设备的高度集成、功能整合,解决了电流互感器与隔离断路器集成的行业难题,为智能变电站中的一次设备集成提供了技术参考。最后还用Ansys电场仿真结果和样机型式试验数据证实了集成设计方案既不影响隔离断路器的一次高压绝缘性能,也未降低光纤电流互感器的测量精度,充分体现了该技术的正确性和可行性。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 隔离断路器 集成技术 集成设计方案

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光纤电流互感器光学组件寿命研究 被引量：2

13

作者 高吉普 鲁彩江 +2 位作者 徐长宝 徐知芳 刘东伟 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第11期135-138,144,共5页

针对光纤电流互感器在电力应用中的长期可靠性问题,分析了其光学组件常见的失效模式,阐述了变比误差等关键指标退化的规律。并引入peck加速模型,以温度、湿度为应力因子,开展了三组不同应力水平下的加速寿命试验。根据试验数据计算得出... 针对光纤电流互感器在电力应用中的长期可靠性问题,分析了其光学组件常见的失效模式,阐述了变比误差等关键指标退化的规律。并引入peck加速模型,以温度、湿度为应力因子,开展了三组不同应力水平下的加速寿命试验。根据试验数据计算得出光纤电流互感器光学组件的平均激活能约为0.63e V,推算出在正常工作环境下的寿命约为40.89年。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 光学组件 工作寿命 长期可靠性 加速寿命试验 peck模型

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光纤电流互感器系统的鲁棒控制器设计 被引量：2

14

作者 李慧 张春熹 +1 位作者 李立京 许文渊 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期28-30,共3页

为了减少系统增益的不确定性对系统动态性能的影响,笔者根据系统性能指标的要求,利用鲁棒控制理论设计控制器,改善了光纤电流互感器系统的动态性能,提高了系统的鲁棒性。同时分析了光纤电流互感器的闭环检测原理,建立了系统的数学模型... 为了减少系统增益的不确定性对系统动态性能的影响,笔者根据系统性能指标的要求,利用鲁棒控制理论设计控制器,改善了光纤电流互感器系统的动态性能,提高了系统的鲁棒性。同时分析了光纤电流互感器的闭环检测原理,建立了系统的数学模型。最后,通过计算机仿真对鲁棒控制器进行了仿真验证。仿真结果表明,改进的控制器设计提高了光纤电流互感器的鲁棒性,可使系统在较大范围参数变化时仍具有良好的频率特性和阶跃响应速度。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 不确定性 控制器 鲁棒控制

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用于相位调制型光纤电流互感器的数字梳状滤波器 被引量：1

15

作者 陈硕 荆平 《智能电网》 2013年第2期52-57,共6页

传统的相位调制型光纤电流互感器普遍存在噪声电流大、信噪比低、小电流测量能力差的问题。通过比较被测电流和噪声电流不同的频谱特征,提出了一种可实现的数字梳状滤波器,它位于光电转换级之后,信号解调级之前。阐释了这种滤波器的特点... 传统的相位调制型光纤电流互感器普遍存在噪声电流大、信噪比低、小电流测量能力差的问题。通过比较被测电流和噪声电流不同的频谱特征,提出了一种可实现的数字梳状滤波器,它位于光电转换级之后,信号解调级之前。阐释了这种滤波器的特点,分析了它对被测电流的滤波能力,计算了它的频域和时域特征,并提出了在硬件中实现的方法。通过仿真,对比了不同阶数梳状滤波器的滤波效果、频带宽度以及算法复杂度。在光纤电流互感器硬件中具体实现了这种滤波器,通过对比试验验证了滤波算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 电流互感器 光纤电流互感器 数字滤波器

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基于鲁棒控制的光纤电流互感器的噪声抑制 被引量：1

16

作者 李慧 张春熹 +1 位作者 张晞 张朝阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期87-90,共4页

光纤电流互感器是一类存在模型参数不确定性的系统,为提高系统测量精度,利用鲁棒控制理论提出了系统的鲁棒H∞控制器设计方案.分析系统的检测原理并建立数学模型.针对光纤电流互感器系统给出控制器设计指标,使得闭环系统渐近稳定且提高... 光纤电流互感器是一类存在模型参数不确定性的系统,为提高系统测量精度,利用鲁棒控制理论提出了系统的鲁棒H∞控制器设计方案.分析系统的检测原理并建立数学模型.针对光纤电流互感器系统给出控制器设计指标,使得闭环系统渐近稳定且提高系统噪声抑制能力.理论证明控制器设计方案满足设计指标的要求,并利用线性矩阵不等式的可行解给出了控制器的构造方法.最后通过计算机仿真和实验结果证明了此控制器设计方案的可行性和有效性. 展开更多

关键词 光纤电流互感器 不确定性 噪声抑制

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基于Matlab/Simulink的光纤电流互感器建模与闭环反馈控制仿真 被引量：1

17

作者 崔虎宝 李传生 +1 位作者 陈硕 刘占元 《智能电网》 2015年第11期1021-1026,共6页

基于干涉式光学传感原理与闭环反馈控制策略,建立光纤电流互感器的Matlab/Simulink模型,以及反馈相位以阶梯波累加至2π复位的方式施加到相位调制器上的闭环控制方法。在控制算法中引入相位超前校正网络,有效地改善了系统的动态跟踪能... 基于干涉式光学传感原理与闭环反馈控制策略,建立光纤电流互感器的Matlab/Simulink模型,以及反馈相位以阶梯波累加至2π复位的方式施加到相位调制器上的闭环控制方法。在控制算法中引入相位超前校正网络,有效地改善了系统的动态跟踪能力。对测量结果的多点累加取平均输出的方法进行建模,分析其谐波电流采集能力。仿真结果表明,该模型及其辅助网络能准确反映光纤电流互感器的系统特性,对实际的产品开发与优化设计可起到积极作用。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 SIMULINK模型 闭环反馈控制 仿真

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菲涅尔反射替代反射镜在高双折射旋转光纤测试中的应用

18

作者 茅昕 《电子测试》 2017年第8X期49-50,共2页

高双折射旋转光纤是全光纤电流互感器中的一种关键材料。本文提出在评估高双折射旋转光纤的高低温性能时,使用光纤端面菲涅尔反射的方法替代在光纤端面镀膜加工反射镜,并通过实验对这一方法进行了验证。

关键词 高双折射旋转光纤 光纤电流互感器 高低温循环

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光学电流互感器的问题与解决对策 被引量：20

19

作者 王政平 康崇 +2 位作者 张雪原 郑志胜 林火养 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期5-7,共3页

介绍了2种光学电流互感器影响其性能的主要因素及解决对策,指出了光学电流互感器发展中需解决的共性问题,并展望了光学电流互感器的发展前景。

关键词 电网技术 光学电流互感器 光学玻璃电流互感器 全光纤电流互感器 法拉第效应

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全光纤电流互感器受导体偏心影响的机理 被引量：12

20

作者 程嵩 张国庆 +2 位作者 郭志忠 申岩 于文斌 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第13期137-143,共7页

针对全光纤电流互感器受导体偏心影响的问题,在光学电流互感器传感部分的分布参数模型的基础上,建立了与之对应的全光纤电流互感器传感环分布参数模型。基于传感环的分布参数模型提出了全光纤电流互感器受导体偏心影响的产生机理,该机... 针对全光纤电流互感器受导体偏心影响的问题,在光学电流互感器传感部分的分布参数模型的基础上,建立了与之对应的全光纤电流互感器传感环分布参数模型。基于传感环的分布参数模型提出了全光纤电流互感器受导体偏心影响的产生机理,该机理揭示了全光纤电流互感器受到导体偏心影响的原因,即为传感光纤中的线性双折射和传感环上不均匀磁场的共同作用。同时,分析了被测导体偏心对测量准确度的影响,得出偏心只会影响全光纤电流互感器比差的大小而不会影响线性度的结论。实验结果与理论分析一致,表明所提出的理论和结论的正确性。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 分布参数模型 偏心问题 比差

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