变压器工频短路电流测量技术研究 被引量：3

1

作者 梅国健 李传生 +4 位作者 王家福 赵叶铭 董平 邵海明 姚燕 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期1343-1348,共6页

针对变压器工频短路电流测量需求,研究了外积分式罗氏线圈技术和光纤电流传感技术。建立了2种传感器的低频数学模型,基于MATLAB/Simulink仿真计算传感器对工频短路电流的响应特性,结果表明:罗氏线圈对工频短路电流的测量精度受其下截止... 针对变压器工频短路电流测量需求,研究了外积分式罗氏线圈技术和光纤电流传感技术。建立了2种传感器的低频数学模型,基于MATLAB/Simulink仿真计算传感器对工频短路电流的响应特性,结果表明:罗氏线圈对工频短路电流的测量精度受其下截止频率影响,下截止频率越低,测量精度越高;光纤电流传感器理论上可以精确复现工频短路电流。采用多种电流传感器进行变压器工频短路电流现场对比测试,结果表明:电流比较仪、光纤电流传感器及下截止频率为0.02 Hz的罗氏线圈测得的电流波形吻合较好,而下截止频率为0.2 Hz的罗氏线圈测量结果出现了明显的偏移,且无法归零,与仿真分析结论基本一致。对于外积分式罗氏线圈,为保证高精度测量,建议下截止频率应低于0.1 Hz;光纤电流传感器具有极好的直流及低频响应特性,是工频短路电流高精度测量的理想方案。 展开更多

关键词 计量学 工频短路电流 光纤电流传感器 罗氏线圈

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数字闭环全光纤电流互感器信号处理方法 被引量：53

2

作者 张朝阳 张春熹 +2 位作者 王夏霄 马宗峰 刘晴晴 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第30期42-46,共5页

介绍了全光纤电流互感器(allfiber-optic current sensor,A-FOCS)的工作原理。针对输出信号特点,应用方波调制提高系统响应灵敏度,相关解调提取相位信息。在此基础上,引入阶梯波反馈技术,在2束相干偏振光间叠加一个与法拉第(Faraday)相... 介绍了全光纤电流互感器(allfiber-optic current sensor,A-FOCS)的工作原理。针对输出信号特点,应用方波调制提高系统响应灵敏度,相关解调提取相位信息。在此基础上,引入阶梯波反馈技术,在2束相干偏振光间叠加一个与法拉第(Faraday)相移大小相等、方向相反的非互易相位差,实现闭环检测。提出三倍频方波调制方法,提高检测速度、增大闭环系统检测带宽。测试结果表明,闭环系统在-40^+60℃范围内标度因数变化小于±0.25%,接近IEC标准0.2s级(±0.2%);系统带宽大于6kHz;分辨能力小于0.5A。试验结果证明了信号处理方法的正确性。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 法拉第效应 相关解调 闭环系统 三倍频 带宽

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光纤直流大电流传感器非线性机理及校准技术 被引量：15

3

作者 李奇 李传生 +3 位作者 梁波 蔡晋辉 邵海明 梅国健 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期409-414,共6页

非线性误差是干涉型数字闭环光纤电流传感器超大电流测量的主要误差源之一。借助琼斯矩阵方法,推导了光纤1/4波片不理想条件下传感器输出与被测电流的理论关系,确定了1/4波片的方位角和相位延迟误差是造成光纤电流传感器超大电流测量非... 非线性误差是干涉型数字闭环光纤电流传感器超大电流测量的主要误差源之一。借助琼斯矩阵方法,推导了光纤1/4波片不理想条件下传感器输出与被测电流的理论关系,确定了1/4波片的方位角和相位延迟误差是造成光纤电流传感器超大电流测量非线性的主要原因之一。仿真结果表明:在5~300 kA范围内,方位角误差小于4.53°,相位延迟误差小于9.05°,可保证传感器的测量误差小于0.2%。搭建了光纤直流大电流传感器校准系统,提出了分段线性插值补偿方法校准光纤电流传感器的非线性误差。测试结果表明:非线性补偿后传感器的测量误差由最大的0.6%降低到0.1%以内,证明了非线性补偿方法的有效性。 展开更多

关键词 计量学 大电流测量 光纤电流传感器 非线性误差 校准 1/4波片

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一种新型Sagnac式光纤电流传感器 被引量：14

4

作者 王嘉 侯宏录 徐金涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期57-61,共5页

为了消除震动对Sagnac式电流传感器测量结果的影响,提出一种光路改进方法来消除传感器对震动的敏感性,其基本原理是抵消Sagnac效应而不影响法拉第磁光效应。利用琼斯矩阵对改进后的光路结构进行了偏振态分析,理论分析和实验结果吻合,表... 为了消除震动对Sagnac式电流传感器测量结果的影响,提出一种光路改进方法来消除传感器对震动的敏感性,其基本原理是抵消Sagnac效应而不影响法拉第磁光效应。利用琼斯矩阵对改进后的光路结构进行了偏振态分析,理论分析和实验结果吻合,表明改进后的传感器其输出与震动无关。耦合半波片后Sagnac式光纤电流传感器的震动敏感性被消除了,为Sagnac式光纤电流传感器的工程化实现提供了一种可行的方法。 展开更多

关键词 光纤电流传感器 Sagnac效应 震动敏感性

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光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差 被引量：9

5

作者 王夏霄 秦祎 +3 位作者 王野 于佳 吕江涛 周先贵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2930-2936,共7页

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析... 为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。 展开更多

关键词 光纤电流传感器 保偏延迟光纤 偏振串音 琼斯矩阵 误差分析

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一种新型的光纤电流互感器 被引量：7

6

作者 赵晶晶 冯丽爽 《微计算机信息》 北大核心 2005年第07S期135-136,共2页

本文提出了一种新型的光纤电流互感器结构,从理论和实验结果上证明了该互感器能有效地抑制了温度等环境变化所产生的干扰。与晶体构建的光纤电流互感器相比,这种电流互感器动态范围大、灵敏度高、插入损耗小、信噪比高。

关键词 光纤电流互感器 Faraday效应

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电力系统中全光纤电流传感器的研究进展 被引量：2

7

作者 高超 熊佳明 +4 位作者 林志力 杨仁旭 周福升 黄若栋 杨芸 《西安工程大学学报》 CAS 2023年第6期78-88,共11页

为了解决传统电磁式互感器测量电流易受电磁干扰和绝缘成本高的问题,全光纤技术凭借其绝缘、高精度、大动态的电流测量优势和数字化输出等优点逐渐被应用于电力系统中。结合国内外光纤传感技术,综述了全光纤电流测量技术应用在电力系统... 为了解决传统电磁式互感器测量电流易受电磁干扰和绝缘成本高的问题,全光纤技术凭借其绝缘、高精度、大动态的电流测量优势和数字化输出等优点逐渐被应用于电力系统中。结合国内外光纤传感技术,综述了全光纤电流测量技术应用在电力系统中的进展以及尚存在的问题,展望了全光纤电流传感器(all fiber optical current sensor, AFOCS)的发展趋势。对偏振式、反射式和双调制式结构的AFOCS存在的优、缺点进行评价,分析了每种结构的传感器在电力系统中的应用前景,并对比了温度、线性双折射和数据处理算法等不同因素对全光纤传感器测量电流精度的影响。结果表明:随着传感器结构的改进以及各种算法的应用,AFOCS应用在电力系统中已成为新的趋势,测量电流的精度以及稳定性得到明显提升,未来需要进一步提高室外环境中传感器测量电流的稳定性以及降低故障率。 展开更多

关键词 全光纤电流传感器 电流测量 传感器技术 线性双折射 数据处理算法

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闭环光纤电流传感器高阶动态模型及仿真 被引量：6

8

作者 李奇 李传生 +2 位作者 赵叶铭 邵海明 蔡晋辉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期785-792,共8页

为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析。结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动... 为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析。结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动平均滤波器对超调振荡有明显的抑制作用,但同时也会降低系统的响应速度和测量带宽。搭建了频率响应测试平台,在不同的前向增益及滤波器阶数条件下,测试了传感器频率响应特性;基于传感器的相位调制原理引入非互易阶跃相位差,实现了传感器阶跃响应的等效测试。频响特性及阶跃响应特性测试结果与仿真结果具有较好的一致性,证明了模型的准确性。 展开更多

关键词 计量学 脉冲电流测量 光纤电流传感器 高阶动态模型 SIMULINK 动态特性仿真

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调相式光纤电流传感器中传感头的设计

9

作者 郑红军 郑绳楦 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第8期9-10,共2页

在以压电效应为传感机理的调相式光纤电流传感器中 ,必须首先将电流信号转变为电压信号 ,再以此电压信号驱动压电陶瓷筒 ,使缠绕在筒上的光纤中光波的相位发生变化。一般采用低压电流互感器 (CT)实现电流—电压转换。这种方法由于CT本... 在以压电效应为传感机理的调相式光纤电流传感器中 ,必须首先将电流信号转变为电压信号 ,再以此电压信号驱动压电陶瓷筒 ,使缠绕在筒上的光纤中光波的相位发生变化。一般采用低压电流互感器 (CT)实现电流—电压转换。这种方法由于CT本身的绝缘性不好 ,易出现磁饱和、转换电压不高等原因 ,使传感器的性能受到影响。文中提出一种新的传感头设计方法。它以Ro gowski线圈代替传统CT ,作为电流—电压转换装置 ,提高了传感器的精度。 展开更多

关键词 调相式 设计 ROGOWSKI线圈 传感头 光纤电流传感器

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光学电流传感器系统方案和工作原理 被引量：5

10

作者 庞丹丹 隋青美 姜明顺 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2011年第5期36-39,共4页

根据光学电流传感器系统中传感头结构及传感机理对其进行分类,详细介绍了全光纤型、块状玻璃型、混合型光纤电流传感器及光纤光栅型电流传感器的传感原理及研究现状,并对它们的优缺点进行比较分析。最后对光学电流传感器的未来研究前景... 根据光学电流传感器系统中传感头结构及传感机理对其进行分类,详细介绍了全光纤型、块状玻璃型、混合型光纤电流传感器及光纤光栅型电流传感器的传感原理及研究现状,并对它们的优缺点进行比较分析。最后对光学电流传感器的未来研究前景进行展望。 展开更多

关键词 光学电流传感器 法拉第效应 电流测量 全光纤型传感器

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短路试验电流光纤测量技术研究 被引量：5

11

作者 李传生 赵叶铭 +4 位作者 林飞鹏 梁波 王家福 赵伟 邵海明 《计量科学与技术》 2021年第5期3-7,共5页

针对交、直流开关电器短路试验电流校准问题,提出光纤短路电流测量方法。建立了光纤电流传感器低频动态模型,通过时域、频域特性仿真确定了闭环检测系统的参数,并计算了传感器对直流和工频短路电流的响应,结果表明传感器的动态性能能够... 针对交、直流开关电器短路试验电流校准问题,提出光纤短路电流测量方法。建立了光纤电流传感器低频动态模型,通过时域、频域特性仿真确定了闭环检测系统的参数,并计算了传感器对直流和工频短路电流的响应,结果表明传感器的动态性能能够满足跟踪被测短路电流的要求。搭建了光纤电流传感器校准装置,校准结果表明:在直流5~300 kA、工频5~50 kA范围内,传感器样机的测量准确度优于0.2%。利用光纤电流传感器进行短路电流实验测试,并与目前普遍使用的分流器和罗氏线圈比较,结果表明:对于6~100 kA的直流短路电流,分流器与光纤电流传感器之间的相对误差小于0.3%;对于10~130 kA的工频短路电流,罗氏线圈与光纤电流传感器之间的相对误差不超过0.2%。研究工作为短路试验电流的测量提供了新的解决途径。 展开更多

关键词 光纤电流传感器 短路电流 大电流测量 分流器 罗氏线圈

原文传递

光纤λ/4波片的温度特性 被引量：5

12

作者 贾恺 姚寿铨 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期457-460,共4页

分析光纤λ／4波片的温度特性，讨论应力双折射的熊猫型光纤和几何双折射光纤制成的λ／4波片的相位延迟随温度变化的改变情况，得出几何双折射光纤制成的λ／4波片更为稳定．对自制的两种光纤λ／4波片进行实际测量，实验结果显示，用... 分析光纤λ／4波片的温度特性，讨论应力双折射的熊猫型光纤和几何双折射光纤制成的λ／4波片的相位延迟随温度变化的改变情况，得出几何双折射光纤制成的λ／4波片更为稳定．对自制的两种光纤λ／4波片进行实际测量，实验结果显示，用几何双折射光纤制成的λ／4波片比用熊猫型光纤制成的λ／4波片在-40～60℃的温度范围内具有更好的温度特性． 展开更多

关键词 光纤电流互感器 光纤λ/4波片 温度特性

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干涉式光纤电流传感器 被引量：4

13

作者 张登伟 舒晓武 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期314-316,共3页

提出了使用干涉法精确测量较大电流的新方法。运用琼斯矩阵,分别对两种干涉系统敏感电流进行理论分析和推导,给出仿真结果,并提出使用双消偏干涉式光纤电流传感器系统可以测量极大的电流,使用单消偏系统精确测量较小电流的方案.与传统... 提出了使用干涉法精确测量较大电流的新方法。运用琼斯矩阵,分别对两种干涉系统敏感电流进行理论分析和推导,给出仿真结果,并提出使用双消偏干涉式光纤电流传感器系统可以测量极大的电流,使用单消偏系统精确测量较小电流的方案.与传统测量相比,此测量系统体积小、重量轻、可靠性高且易于野外操作,有很广阔的应用前景. 展开更多

关键词 干涉式 光纤电流传感器 Faraday非互易相位差 残余线双折射 扭转

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光纤电流传感器的应用研究 被引量：4

14

作者 杜菲 赵耀军 张新 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2008年第11期28-31,共4页

针对煤矿井下电流检测存在的问题,文章设计出一种新型的光纤电流传感器,采用了具有几何相位补偿的传感头、双光路补偿的检测系统和DSP技术的信息处理系统。实验结果表明精度达到了0.3%,响应时间<2μs,达到了所需的高精度、实时性和... 针对煤矿井下电流检测存在的问题,文章设计出一种新型的光纤电流传感器,采用了具有几何相位补偿的传感头、双光路补偿的检测系统和DSP技术的信息处理系统。实验结果表明精度达到了0.3%,响应时间<2μs,达到了所需的高精度、实时性和稳定性要求。 展开更多

关键词 光纤电流传感器 检测 补偿

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全光纤波片对光纤电流互感器件性能的影响 被引量：5

15

作者 赵晶晶 冯丽爽 张春熹 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期918-920,共3页

干涉型光纤传感器因其灵敏度很高而成为光纤传感器研究的一个重要组成部分。将其实用化需要解决因偏振态变化和相位随机漂移而导致的信号衰落问题,使输出信号稳定。介绍了光纤电流互感器的基本工作原理。通过理论分析,计算了波片对其温... 干涉型光纤传感器因其灵敏度很高而成为光纤传感器研究的一个重要组成部分。将其实用化需要解决因偏振态变化和相位随机漂移而导致的信号衰落问题,使输出信号稳定。介绍了光纤电流互感器的基本工作原理。通过理论分析,计算了波片对其温度特性的影响。为使光纤电流互感器满足全温下的使用要求,提出了检测电路的改进方案,并给出了理论依据。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 波片 温度特性

原文传递

集磁式光纤电流传感器系统设计 被引量：3

16

作者 严剑飞 覃统成 +2 位作者 汤伟峰 彭湖 欧中华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第5期10-12,共3页

介绍了基于磁光材料的法拉第效应的系统工作原理,采用块状磁光材料与集磁环相结合的方法制作的传感头,稳定化光源和A/D转换等实现方法。实验结果表明:该电流传感器系统在30 kV工作电压下可实现对30 kA脉冲及交流电流的测量,为高压下大... 介绍了基于磁光材料的法拉第效应的系统工作原理,采用块状磁光材料与集磁环相结合的方法制作的传感头,稳定化光源和A/D转换等实现方法。实验结果表明:该电流传感器系统在30 kV工作电压下可实现对30 kA脉冲及交流电流的测量,为高压下大电流测量提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 磁光材料 集磁环 光纤电流传感器 脉冲电流

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一种无热化高灵敏度的杂散电流光纤传感器 被引量：3

17

作者 王祥辉 李威 +1 位作者 许少毅 王瑞林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第8期1-5,10,共6页

为了保证地铁系统安全运营,需要温度敏感性低、测量灵敏度高的杂散电流传感器。因此,文中研究了一种无热化高灵敏度的杂散电流光纤传感器关键技术。采用传感光纤环匝数与多层螺线管匝数兼顾的"双取值法",设计一种"光电互... 为了保证地铁系统安全运营,需要温度敏感性低、测量灵敏度高的杂散电流传感器。因此,文中研究了一种无热化高灵敏度的杂散电流光纤传感器关键技术。采用传感光纤环匝数与多层螺线管匝数兼顾的"双取值法",设计一种"光电互绕"式的传感探头结构;以毕奥-萨伐尔定律为基础,运用COMSOL Multiphysics仿真多层螺线管产生的磁场分布特征和光纤支架上温度变化规律,优化结构设计和无热化设计,使传感器具有较高灵敏度和温度稳定性。 展开更多

关键词 杂散电流光纤传感器 传感探头 磁场仿真 无热化 传热仿真 高灵敏度

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集磁式光纤电流传感器 被引量：2

18

作者 李立芳 刘永智 胡杨 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第10期5-6,共2页

以法拉第磁光效应为原理的光纤电流传感器因其无爆炸危险、抗高电磁干扰、绝缘性好、价格便宜、结构简单、质量轻等优点,将成为传统电磁式互感器的替代产品。文中介绍一种集磁式光纤电流传感器,说明该传感器的工作原理,并且给出传感头... 以法拉第磁光效应为原理的光纤电流传感器因其无爆炸危险、抗高电磁干扰、绝缘性好、价格便宜、结构简单、质量轻等优点,将成为传统电磁式互感器的替代产品。文中介绍一种集磁式光纤电流传感器,说明该传感器的工作原理,并且给出传感头的结构、信号处理电路,最后对其测试性能进行了必要的讨论,证明此类传感器具有成本低、稳定性高、使用灵活等特点。 展开更多

关键词 光纤电流传感器 法拉第磁光效应 磁光晶体

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新型可用于FOCS光检测的放大器的分析与设计 被引量：1

19

作者 苏立国 付松年 +2 位作者 朱燕杰 陈勇 董小鹏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2001年第6期28-30,32,共4页

文中介绍了一种新型应用于FOCS(光纤电流传感器 )的PIN光检测放大器的设计 ,并提出了一种新型的双T型选频网络电路 ,对放大器各级的设计原理也进行了详细的理论分析。理论与实践都证明这种新型光检测放大器信噪比较高 ,能对微弱的PIN光... 文中介绍了一种新型应用于FOCS(光纤电流传感器 )的PIN光检测放大器的设计 ,并提出了一种新型的双T型选频网络电路 ,对放大器各级的设计原理也进行了详细的理论分析。理论与实践都证明这种新型光检测放大器信噪比较高 ,能对微弱的PIN光信号进行有效地检测和放大。 展开更多

关键词 光纤电流传感器 PIN探测器 双T型选频网络 放大器

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新型可用于FOCS光检测的放大器的分析与设计 被引量：2

20

作者 苏立国 付松年 +2 位作者 朱燕杰 陈勇 董小鹏 《现代电子技术》 2001年第2期4-7,共4页

介绍了一种新型应用于 FOCS (光纤电流传感器 )的 PIN光检测放大器的设计 ,并提出了一种新型的双 T型选频网络电路 ,对放大器各级的设计原理也进行了详细的理论分析。理论与实践都证明这种新型光检测放大器信噪比较高 ,能对微弱的

关键词 光纤电流传感器 PIN探测器 选频网络 设计 放大器 光检测

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