光學電流互感器關鍵技術分析

摘 要：隨著我國電網水平的快速發展，對電力系統中各種互感器提出了更高的要求，傳統的各種電壓式互感器已無法滿足現在電力系統的需求，光學電流互感器關鍵技術的成功突破，為我國互感器的發展提供了更多的形式，其優越的各項性能保證了在實際應用中能夠更好的發揮作用。在此基礎上，筆者對光學電流互感器關鍵技術的優點和缺點等進行詳細的分析，具體內容如下。

關鍵詞：光學電流互感器；關鍵技術；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.143

1 對光學電流互感器關鍵技術的認識

光學電流互感器的產生，滿足了人們對高壓電流實現安全、迅速、高效測量的愿望，這種互感器的原理是以法拉第磁光效應原理為基礎實現電流的測量，把被測電流周圍的磁場進行線性積分，利用檢偏器將偏振角的變化轉變為輸出光的變化，然后經過一系列信號處理不僅可以檢測到變化電流的大小，還可以對穩恒電流做出精準的測量。

2 對光學電流互感器關鍵技術類型進行分類

（1）全光纖類型。這種類型的互感器是用單模光纖作為傳感材料。原理是在被測電流周圍形成一個閉合回路，利用光纖的法拉第旋轉角測量出導體通過電流的大小。

（2）磁光玻璃類型。磁光玻璃類型光學電流互感器主要由偏振器、傳感材料、檢偏器組成。原理是，光源發出的光通過光纖傳送至偏振器，然后轉變為線偏振光，在被測電流磁場中的Faraday效應作用下偏振面發生旋轉，最后通過一系列的信號處理完成對電流的測量，此類型互感器結構復雜，對電流測量的精度較差。

3 光學電流互感器關鍵技術具有的優勢

（1）安全性能更高。光學電流互感器是將高壓信號轉入低壓的測量設備中進行測量，這樣避免了直接與高壓電進行接觸，不存在高壓互感器短路對測量人員造成威脅的問題。在組成上沒有易燃易爆的材料，不會發生爆炸等事故，這樣就可以保障工作人員的安全。

（2）更高的測量精度。傳統的互感器結構單一，測量形式沒有更新，這使得其測量精度達不到要求，而新式光學電流互感器在結構上可以與傳統電壓互感器結合，一次完成對多項數據的測量，并且不需要對電壓進行保護，這極大地提高了工作效率和質量，提高了作業精度。

（3）攜帶性強。組成材料中沒有鐵芯，減輕了傳感器的重量，體積小的特性，使得運輸和安裝十分方便，便于大規模的投入使用。

（4）測量范圍更大。光學電流互感器的頭部光纖具有十分優越的傳導性能，這保證了測量數據的精度，也從側面發映出能夠覆蓋的范圍更廣泛，實際測量的頻率范圍也更加大，滿足了現代高壓電力長距離傳輸的要求。

（5）更加環保。光學電流互感器中的信號是通過光進行傳輸，相比于傳統的電磁傳輸而言，大大降低了傳輸產生的噪音和電磁波等污染。更優秀的絕緣性能，使得在測量過程中不會產生絕緣油等污染物，符合現代我國保護生態環境的理念。

4 光學電流互感器關鍵技術的缺陷

（1）能量獲取比較復雜。光學電流互感器的能量來源為激光供能，這種供能方式極為復雜，且價格昂貴使用壽命短，這給企業帶來了一定的經濟壓力，限制了關鍵技術的大規模應用。

（2）操作過程較為復雜。由于光學電流互感器的結構比較復雜，光纖等精密材料對環境的要求較高，這使得在實際操作過程中步驟會比較麻煩，在安裝過程中的一個細小部件沒有到位就會影響到最終測量數據的精度。

（3）震動影響問題嚴重。震動會影響電流互感器內元件的線性雙折射方向，改變起偏器的光強，進而對整個測量系統的穩定性構成威脅。由于光纖是一種敏感的材料，所以震動等變化會對其性能產生較大影響，造成互感器的輸出狀態波動。同時，對它的測量精度構成威脅。

（4）缺乏耐久性能。光學電流互感器對溫度的變化敏感，這對測量的可靠性也是一種挑戰。由于互感器選材的特點，使之元件易于老化和損壞，進而維爾德常數發生變化，造成精度下降，結構的復雜也元使件的難以更換，阻礙了光學電流互感器的應用。

5 對光學電流互感器關鍵技術未來發展的建議

（1）采用綜合供能的方式。保證能量的供應是設備高效運轉的保證，但目前采用的供能方法成本與操作難度都太高，因此可以采用激光供能與母線取能相結合的方法，減少激光供能在使用中做占的比例，以實現降低供能成本與難度。

（2）嚴格按照使用流程對設備進行操作。光學電流互感器設備的操作難度較大，確保能夠正常運轉，必須要求操作人員按照使用流程進行操作。具體來說，企業可以通過設置設備使用規范，組織員工進行學習，聘請專業技術人員進行現場指導等形式，以降低互感器的使用出錯率。

（3）經常對設備進行維護。光學電流互感器內含有易于損耗的元件，為了保障設備精度要定期對設備進行維護和檢修，在維護時發現電氣設備的結構、參數、性能等方面出現問題時，要及時進行更換和修復，保證設備能夠正常運轉，

（4）加強操作人員的專業技能培訓。要對光學電流互感器的操作人員進行定期培訓，提高專業技能和安全使用設備意識。具體來講，可以讓有經驗的老員工對新員工傳授經驗，企業應建立考核制度，對無法掌握技能的員工進行處罰，保證員工工作的積極性。

6 總結

在現階段，我國的光學電流互感器部分還依賴于進口，我國傳統的光學電流互感器關鍵技術與國外還存在一定差距，我們應積消化吸收國外先進經驗，來滿足我國快速增長的電網市場，進一步擴大光學電流互感器關鍵技術的應用迫在眉睫，希望此文章能對相關人士提供幫助。

參考文獻：

[1]樊占峰，白申義，楊智德，李剛，田志國，宋國兵.光學電流互感器關鍵技術研究[J].電力系統保護與控制，2018，46（03）：67-74.

[2]李天麟，高吉普，魯彩江.光學電流互感器研究與評述[J].貴州電力技術，2015，18（12）：73-75+68.

[3]肖智宏.電力系統中光學互感器的研究與評述[J].電力系統保護與控制，2014，42（12）：148-154.

[4]鄭偉光.光學互感器研究現狀[J].電氣開關，2012，50（03）：10-12+17.

作者簡介：包煊赫（1989-），男，蒙古族，內蒙古二連浩特人，本科，研究方向：電流互感器。