光纖大電流傳感器研究

將表1中的電流值作為橫坐標，電壓值作為縱坐標繪制成曲線(xiàn)，如圖5所示?？梢钥闯?，電壓與電流是近似成正比的。

從圖5的數據可看到在100～3 000 A范圍內，系統具有良好的線(xiàn)性度。
3．2 用脈沖電流測實(shí)驗
由于一般測試機構中很少測試上萬(wàn)安的交流電，圖6和圖7是在某測試院中用脈沖電流實(shí)驗時(shí)在示波器上顯示的波形圖，上面曲線(xiàn)是通過(guò)光纖電流傳感器得到的波形，圖中曲線(xiàn)是通過(guò)電流互感器得到的波形。

圖6是用B=45°、峰值為32 kA的脈沖電流實(shí)驗得到的圖像。從圖中可看出光纖電流傳感器在10 kA左右的波形突然向下凹陷。經(jīng)檢驗是所測電流超過(guò)其最大測量范圍所致，即出現飽和失真。
圖7是B＝80°、峰值為32 kA的脈沖電流實(shí)驗得到的圖像。在圖中，用光纖電流傳感器測得的電流波形曲線(xiàn)沒(méi)有失真，并且與用電流互感器測得的波形線(xiàn)較好的吻合，說(shuō)明32 kA的電流在其動(dòng)態(tài)范圍之中，并且響應時(shí)間小于10μs。

綜合上述實(shí)驗，系統在小電流測試時(shí)具有較好的線(xiàn)性度和穩定性。在大電流測試中，第一次測試出現了飽和失真，第二次用增大角B的方法解決了失真的問(wèn)題，并且動(dòng)態(tài)范圍較大，響應時(shí)間短。其實(shí)．由式(4)還可看出，通過(guò)增大verdet常數v，或磁光晶體長(cháng)度L還可以使測量范圍變得更大，但這就需要重新定制、加工磁光晶體，使成本更高和制作時(shí)間更長(cháng)。故第一次出現飽和失真后選擇了增大角B的方法。

4 結 語(yǔ)
在此用磁光晶體作材料，以法拉第旋光效應為原理設計和制作了光纖電流傳感器的傳感頭，并用所設計的傳感頭搭建了實(shí)驗系統和進(jìn)行大電流的檢測實(shí)驗。實(shí)驗結果表明，該設計的傳感器在高電壓下能較準確實(shí)現32 kA電流的測量。而且該器件結構簡(jiǎn)單、使用方便、響應時(shí)間短，具有較好的實(shí)用價(jià)值。