光学电流互感器关键技术分析

摘 要：随着我国电网水平的快速发展，对电力系统中各种互感器提出了更高的要求，传统的各种电压式互感器已无法满足现在电力系统的需求，光学电流互感器关键技术的成功突破，为我国互感器的发展提供了更多的形式，其优越的各项性能保证了在实际应用中能够更好的发挥作用。在此基础上，笔者对光学电流互感器关键技术的优点和缺点等进行详细的分析，具体内容如下。

关键词：光学电流互感器；关键技术；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.143

1 对光学电流互感器关键技术的认识

光学电流互感器的产生，满足了人们对高压电流实现安全、迅速、高效测量的愿望，这种互感器的原理是以法拉第磁光效应原理为基础实现电流的测量，把被测电流周围的磁场进行线性积分，利用检偏器将偏振角的变化转变为输出光的变化，然后经过一系列信号处理不仅可以检测到变化电流的大小，还可以对稳恒电流做出精准的测量。

2 对光学电流互感器关键技术类型进行分类

（1）全光纤类型。这种类型的互感器是用单模光纤作为传感材料。原理是在被测电流周围形成一个闭合回路，利用光纤的法拉第旋转角测量出导体通过电流的大小。

（2）磁光玻璃类型。磁光玻璃类型光学电流互感器主要由偏振器、传感材料、检偏器组成。原理是，光源发出的光通过光纤传送至偏振器，然后转变为线偏振光，在被测电流磁场中的Faraday效应作用下偏振面发生旋转，最后通过一系列的信号处理完成对电流的测量，此类型互感器结构复杂，对电流测量的精度较差。

3 光学电流互感器关键技术具有的优势

（1）安全性能更高。光学电流互感器是将高压信号转入低压的测量设备中进行测量，这样避免了直接与高压电进行接触，不存在高压互感器短路对测量人员造成威胁的问题。在组成上没有易燃易爆的材料，不会发生爆炸等事故，这样就可以保障工作人员的安全。

（2）更高的测量精度。传统的互感器结构单一，测量形式没有更新，这使得其测量精度达不到要求，而新式光学电流互感器在结构上可以与传统电压互感器结合，一次完成对多项数据的测量，并且不需要对电压进行保护，这极大地提高了工作效率和质量，提高了作业精度。

（3）携带性强。组成材料中没有铁芯，减轻了传感器的重量，体积小的特性，使得运输和安装十分方便，便于大规模的投入使用。

（4）测量范围更大。光学电流互感器的头部光纤具有十分优越的传导性能，这保证了测量数据的精度，也从侧面发映出能够覆盖的范围更广泛，实际测量的频率范围也更加大，满足了现代高压电力长距离传输的要求。

（5）更加环保。光学电流互感器中的信号是通过光进行传输，相比于传统的电磁传输而言，大大降低了传输产生的噪音和电磁波等污染。更优秀的绝缘性能，使得在测量过程中不会产生绝缘油等污染物，符合现代我国保护生态环境的理念。

4 光学电流互感器关键技术的缺陷

（1）能量获取比较复杂。光学电流互感器的能量来源为激光供能，这种供能方式极为复杂，且价格昂贵使用寿命短，这给企业带来了一定的经济压力，限制了关键技术的大规模应用。

（2）操作过程较为复杂。由于光学电流互感器的结构比较复杂，光纤等精密材料对环境的要求较高，这使得在实际操作过程中步骤会比较麻烦，在安装过程中的一个细小部件没有到位就会影响到最终测量数据的精度。

（3）震动影响问题严重。震动会影响电流互感器内元件的线性双折射方向，改变起偏器的光强，进而对整个测量系统的稳定性构成威胁。由于光纤是一种敏感的材料，所以震动等变化会对其性能产生较大影响，造成互感器的输出状态波动。同时，对它的测量精度构成威胁。

（4）缺乏耐久性能。光学电流互感器对温度的变化敏感，这对测量的可靠性也是一种挑战。由于互感器选材的特点，使之元件易于老化和损坏，进而维尔德常数发生变化，造成精度下降，结构的复杂也元使件的难以更换，阻碍了光学电流互感器的应用。

5 对光学电流互感器关键技术未来发展的建议

（1）采用综合供能的方式。保证能量的供应是设备高效运转的保证，但目前采用的供能方法成本与操作难度都太高，因此可以采用激光供能与母线取能相结合的方法，减少激光供能在使用中做占的比例，以实现降低供能成本与难度。

（2）严格按照使用流程对设备进行操作。光学电流互感器设备的操作难度较大，确保能够正常运转，必须要求操作人员按照使用流程进行操作。具体来说，企业可以通过设置设备使用规范，组织员工进行学习，聘请专业技术人员进行现场指导等形式，以降低互感器的使用出錯率。

（3）经常对设备进行维护。光学电流互感器内含有易于损耗的元件，为了保障设备精度要定期对设备进行维护和检修，在维护时发现电气设备的结构、参数、性能等方面出现问题时，要及时进行更换和修复，保证设备能够正常运转，

（4）加强操作人员的专业技能培训。要对光学电流互感器的操作人员进行定期培训，提高专业技能和安全使用设备意识。具体来讲，可以让有经验的老员工对新员工传授经验，企业应建立考核制度，对无法掌握技能的员工进行处罚，保证员工工作的积极性。

6 总结

在现阶段，我国的光学电流互感器部分还依赖于进口，我国传统的光学电流互感器关键技术与国外还存在一定差距，我们应积消化吸收国外先进经验，来满足我国快速增长的电网市场，进一步扩大光学电流互感器关键技术的应用迫在眉睫，希望此文章能对相关人士提供帮助。

参考文献：

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作者简介：包煊赫（1989-），男，蒙古族，内蒙古二连浩特人，本科，研究方向：电流互感器。