延遲線長度對全光纖光學(xué)電流互感器的影響.pdf

1、法拉第效應(yīng)是一種磁致圓雙折射效應(yīng),它反映出磁場對光波進(jìn)行的調(diào)制。全光纖光學(xué)電流互感器正是利用電流產(chǎn)生磁場會(huì)對光的偏振平面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)這一效應(yīng),通過光電轉(zhuǎn)換檢測偏振干涉的光強(qiáng),并從中解調(diào)出法拉第相移,最終得到電流大小。盡管這種互感器尚存在長期運(yùn)行測量值漂移、掛網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間較少等缺點(diǎn),但是其體積小、質(zhì)量輕、無飽和現(xiàn)象、準(zhǔn)確性高、動(dòng)態(tài)范圍大、安全性高等特點(diǎn)使人們依然像幾十年前一樣以極大的興趣關(guān)注并投入精力研究。
　　在典型的串聯(lián)型全光纖光學(xué)電

2、流互感器結(jié)構(gòu)中,延遲線是連接四分之一波片、光纖傳感頭、反射鏡等元件的光學(xué)模塊與光源、光電檢測器與相位調(diào)制器等元件的電氣模塊的保偏光纖連接線。一方面,從光源出射并被起偏的偏振光需要通過延遲線進(jìn)入傳感環(huán)一側(cè);另一方面,受到電流激發(fā)的磁場作用、攜帶法拉第相移的光束需要利用延遲線返回電氣模塊一側(cè),因此延遲線是維持光路正常運(yùn)行的重要基本光學(xué)元件。在變電站應(yīng)用實(shí)例中,光學(xué)模塊往往需要安裝在絕緣柱上端,位于高處與高壓環(huán)境;電氣模塊則可能處于監(jiān)控室或較

3、低位置且均為低壓環(huán)境。對于互感器一類的電站設(shè)備,由于現(xiàn)場安裝條件、工作環(huán)境有著極大的不同,因此可能需要不同長度的延遲線以滿足特定需求。但是不同的延遲線長度會(huì)使得傳輸其中光波的光程發(fā)生改變,從而經(jīng)歷正弦相位調(diào)制的時(shí)刻會(huì)有所不同,在采用一次諧波除以峰值(Peak-Divide)解調(diào)法時(shí),尺度因子將發(fā)生變化,最終產(chǎn)生解調(diào)誤差。
　　本文將首先利用瓊斯矩陣法推導(dǎo)出典型反射式光學(xué)電流互感器結(jié)構(gòu)的理想系統(tǒng)輸出光強(qiáng),再利用一次諧波除以峰值光強(qiáng)算