光传感器技术简介

在高压电力系统的电压和电流测量领域，光纤测量技术日益受到重视，有望成为下一代IT(Instrument Transformer)的主流技术。光纤测量的IT与传统的电磁式IT相比，具有如下的优势：(1)消除了铁心饱和和铁磁谐振现象；(2)采用光缆绝缘，不用绝缘油或绝缘气体，符合环保要求；(3)重量轻，占地面积小，便于安装；(4)高带宽，动态范围大，可减少次级线圈数量，大大简化仪表和继电保护回路；(5)仪表和继电保护回路一体化。
光纤式电流互感器(TA)的工作原理为：从发光二极管产生的光线进入光纤，起偏后被分成二束正交偏振光。这二束光经过1/4波长的波板后，被分别转换为左偏振光和右偏振光，随后进入载流感应区，经反射板反射后再沿原路返回，最终进入检测单元。检测单元测量这二束偏振光的行程时差，从而可精确测量出电流(100mA～100kA)。光纤式TA的测量精度可达0.2级。光纤式电压互感器(TV)运用了泡克尔(Pockel)效应，即线性偏振光电场作用下将变为椭园偏振光，其相位变化量与电场强度成正比。多探头系统比单探头系统具有更高的电压测量精度和更优良的抗环境影响性能。光纤式TV的精度可达0.3级。由于采用光传感器技术，可以方便地将光电流的传感器和光电压传感器置于同一空心绝缘子内，同时实现传统TA和TV的功能。运用其小型化、数字化特征将成为今后高压电器的发展方向。