光纤电流互感器基本原理和结构

　　当一束线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度β与磁感应强度B和光穿越介质的长度d的乘积成正比，即β=VBd，比例系数V称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第磁光效应。

　　光纤电流互感器基本结构

　　LED发出的光源，经过光学准直镜头以后，形成平行光进入起偏器，经过起偏器以后转变为线偏振光，当线偏振光经过安装在导线上的磁光晶体时，导线中的电流产生的磁场将使光的偏振方向发生偏转，偏转后的偏振光通过检偏器，检测出偏振面旋转的角度。

　　经过检偏器以后的变化了光强的光，经过第二光纤后由光处理模块上的光电探测器接收，并把它转换成电信号，然后经过相关电路检出其光强变化，再经过信号处理、信息提取等智能过程，从而实现对导体内电流强度的检测。图1为光纤电流互感器的结构示意图。

　　图1 光纤电流互感器基本结构示意图

　　光纤电流互感器的实现方法

　　光电检测原理主要通过以下几部分实现：光学器件：包括光传感头、绝缘件、夹具、定制光纤等；

　　光电处理模块：包括发光器件、光接收器件、光电转换、计算及分析判断。图2为光电检测原理框图。

　　光纤电流互感器的特点如下：

　　（1）量程宽、精度高、频带宽、响应快，可同时满足测量和保护需要。

　　（2）安装维护便利，不损坏、不切割已有设备。

　　（3）全绝缘、耐高温，无二次开路危险。

　　（4）短路故障测距，提高供电系统可靠性。

　　（5）节能环保，促进可持续发展。

　　图2 光电检测原理框图

　　硬件架构模式

　　光纤电流互感器所运行的硬件平台，以高速双CPU架构模式和16位AD作为核心元器件，包含大容量的程序FLASH、RAM、I/O接口、SCI、SPI等资源，大大地简化了硬件的复杂程度，提高了硬件的可靠性。主体硬件构架模式如图3所示。

　　图3 主体硬件构架模式