反射式Sagnac型光纖寬帶大電流測量儀的研制與性能評估

謝小軍， 朱才溢， 李慶先， 李 華， 羅 穎

(湖南省計量檢測研究院，湖南長沙410014)

1 引 言

大型裝備電焊和電鍍裝置是制造、自主研發生產重大裝備和研究儀器設備核心技術的基礎保障性裝備。其大量應用于各類自動化裝配生產線上，為生產研發過程中零部件模塊化、集成化、自動化、智能化、信息化提供了重要保障。電焊和電鍍裝置的工作質量主要通過控制焊接或電鍍的電流來保證，其電流的精準計量與校準直接關乎工業制造水平；除此之外，精準電流計量校準還與安全生產、成本控制、節能減排、科學研究等多個方面密切相關[1]。大型裝備電焊和電鍍裝置的工作電流通常高達幾到幾十kA，含脈沖、交流、直流等多種信號類型，通常其體積、重量龐大，拆裝、運輸不便，且由于其安裝環境、電安全特性以及不間斷運行的局限性等，其檢測校準只適合現場計量校準，這樣就亟需發展大電流在線計量技術，解決工業現場的量值傳遞和在線校準的難題。目前，羅氏線圈法是大電流測量主要采用的方法。羅氏線圈測量范圍寬、頻帶可達MHz、與被測電流無直接連接，的確有其優勢；但是工業現場電磁環境往往較為惡劣，羅氏線圈易受外部磁場干擾出現現場工作準確度下降的情況[2]，而且無法測直流電流，測量準確度在測極低頻率電流、環路形狀不規則、載流母線偏心情況下敏感易損[3]。光纖電流互感器(fiber-optic current transformer，FOCT)可測交、直流信號，且具有體積小、重量輕、拆裝方便、測量精度高、動態范圍大、抗干擾能力強、輸出數字化等優點[4～12]。……