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本文提出了一种新型的干涉式光纤电流传感器. 该系统光路为相位压缩结构, 有大的动态测量范围, 采用具有稳定的正交状态的Sagnac 干涉仪, 能够自动消除由偏振产生的信号衰弱现象和光纤所固有的双折射、外界温度变化产生的干扰.
随着电力系统电压等级与传输控制要求的不断提高, 传统的电流互感器暴露出来很多问题, 已不能满足经济发展的需要[ 1 ]. 与此同时, 各种光纤电流传感器相继出现[ 2, 3 ] , 如基于电光效应的马赫2泽德尔干涉仪和麦克尔逊干涉仪电流传感器, 以及基于法拉第效应的Sagnac 干涉仪电流传感器, 但是这些传感器都有各种各样的问题, 如两束光之间的相位差很难得到稳定的正交状态[ 4 ]; 相对偏振状态对被测信号的削弱; 动态测量范围狭小不能够满足故障电流时对大电流的测量要求; 光学材料的费德尔常数随环境温度变化[ 5 ]等. 对于马赫2泽德尔干涉仪和麦克尔逊干涉仪, 具有3×3 光纤耦合器Sagnac 干涉仪能够实现正交干涉状态, 然而后级需要复杂的信号处理[ 6, 7 ]. 针对上述情况, 本文提出了一种新颖的干涉结构, 采用无源相位压缩技术, 使该干涉仪的线性范围比普通的马赫2泽德尔干涉仪扩大数百倍[ 9 ] ,不使用3×3 光纤耦合器而使用一个L iN bO 3 相位调制器(PM ) 提供精确Pö2 的相位差, 这样信号处理部分就变得相对简单易行, 由于采用Sagnac 干涉结构, 能自动消除光纤所固有的双折射和外界温度变化产生的干扰[ 1 ] , 采用了非偏振的宽带光源的光纤消偏器抑制了偏振信号衰减. 另外, 该干涉仪可以利用时分复用技术很简单地改装成多相电流传感系统[ 11 ].
随着电力系统电压等级与传输控制要求的不断提高, 传统的电流互感器暴露出来很多问题, 已不能满足经济发展的需要[ 1 ]. 与此同时, 各种光纤电流传感器相继出现[ 2, 3 ] , 如基于电光效应的马赫2泽德尔干涉仪和麦克尔逊干涉仪电流传感器, 以及基于法拉第效应的Sagnac 干涉仪电流传感器, 但是这些传感器都有各种各样的问题, 如两束光之间的相位差很难得到稳定的正交状态[ 4 ]; 相对偏振状态对被测信号的削弱; 动态测量范围狭小不能够满足故障电流时对大电流的测量要求; 光学材料的费德尔常数随环境温度变化[ 5 ]等. 对于马赫2泽德尔干涉仪和麦克尔逊干涉仪, 具有3×3 光纤耦合器Sagnac 干涉仪能够实现正交干涉状态, 然而后级需要复杂的信号处理[ 6, 7 ]. 针对上述情况, 本文提出了一种新颖的干涉结构, 采用无源相位压缩技术, 使该干涉仪的线性范围比普通的马赫2泽德尔干涉仪扩大数百倍[ 9 ] ,不使用3×3 光纤耦合器而使用一个L iN bO 3 相位调制器(PM ) 提供精确Pö2 的相位差, 这样信号处理部分就变得相对简单易行, 由于采用Sagnac 干涉结构, 能自动消除光纤所固有的双折射和外界温度变化产生的干扰[ 1 ] , 采用了非偏振的宽带光源的光纤消偏器抑制了偏振信号衰减. 另外, 该干涉仪可以利用时分复用技术很简单地改装成多相电流传感系统[ 11 ].
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