光纖電流傳感器是一種新型的電流傳感器，與電磁式電流互感器相比，基于光學(xué)、微電子、微機(jī)技術(shù)的光纖式電流傳感器(OFCT)，具有無(wú)鐵心、絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，體積小、重量輕、線性度好、動(dòng)態(tài)范圍大、無(wú)飽和現(xiàn)象，輸出信號(hào)可直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)既滿(mǎn)足、推動(dòng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展，而且應(yīng)用前景十分廣闊。

　　當(dāng)線偏振光(見(jiàn)光的偏振)在介質(zhì)中傳播時(shí)，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場(chǎng)，則光振動(dòng)方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度l的乘積成正比，即ψ=VBl，比例系數(shù)V稱(chēng)為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)方向。上述現(xiàn)象稱(chēng)為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。

　　由于光在光纖中，一邊反射，一邊行進(jìn)，偏振波相應(yīng)于曲線的形狀會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。針對(duì)此現(xiàn)象，在光纖的一端設(shè)置一塊鏡面導(dǎo)致光纖中光線的往返，借助光的來(lái)回往返，成功補(bǔ)償和解決了偏振波的旋轉(zhuǎn)問(wèn)題。將鉛玻璃光纖用于傳感器元件，并結(jié)合利用鏡面的方法，只需把光纖卷繞在載流導(dǎo)體上，用于電流計(jì)測(cè)的反射型傳感器就基本完成。其次，開(kāi)發(fā)了調(diào)制程度的平均處理與信號(hào)處理方式，這有利于特性的穩(wěn)定及噪音的抑制。此外，對(duì)光源、受光元件、信號(hào)傳輸光纖等種類(lèi)與傳感器特性的關(guān)系進(jìn)行了研究，而且，慎重選擇了旨在降低成本和實(shí)現(xiàn)小型化的傳感器制作技術(shù)。目前，光纖傳感器技術(shù)正朝實(shí)用化的方向進(jìn)展，以適應(yīng)電力系統(tǒng)的廣泛需求。

　　光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)

　　光纖電流傳感器主要由傳感頭、輸送與接收光纖、電子回路等三部分組成，如圖1所示。傳感頭包含載流導(dǎo)體，繞于載流導(dǎo)體上的傳感光纖，以及起偏鏡、檢偏鏡等光學(xué)部件。電子回路則有光源、受光元件、信號(hào)處理電路等。從傳感頭有無(wú)電源的角度，可分為無(wú)源式和有源式兩類(lèi)。

　　圖一光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖光纖電流傳感器工作原理

　　光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)，以光纖為介質(zhì)的新興電力計(jì)量裝置，它通過(guò)測(cè)量光波在通過(guò)磁光材料時(shí)其偏振面由于電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而發(fā)生旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)確定被測(cè)電流的大小。傳感頭是光纖電流傳感器最為重要和關(guān)鍵的部件。分析了全光纖型和混合型光纖電流傳感器傳感頭的結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)改進(jìn)光纖電流傳感器的設(shè)計(jì)，提高光纖電流傳感器的性能具有重要的指導(dǎo)作用。

　　光纖回轉(zhuǎn)儀是MOCT(光纖電流互感器)的核心部件，它由光源，探測(cè)器，調(diào)節(jié)器，以及纏繞電流導(dǎo)線的光電探頭組成。其中調(diào)節(jié)器是光纖電流傳感器的核心部件，通過(guò)這套系統(tǒng)可以對(duì)電流進(jìn)行精確測(cè)量，此項(xiàng)技術(shù)受20多項(xiàng)國(guó)際專(zhuān)利保護(hù)。光纖回轉(zhuǎn)儀最早由波音公司和霍尼韋爾公司共同研制。

　　光纖電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)

　　與傳統(tǒng)的電磁式CT 比較，光纖電流傳感器除具有前述的優(yōu)點(diǎn)以外還具備：

　　(1)容易安裝，不用斷開(kāi)導(dǎo)線，僅將細(xì)長(zhǎng)、柔軟的絕緣光纖卷繞在導(dǎo)體上就可檢測(cè)電流，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳感裝置的小利輕量化;