学术︱对称螺旋嵌套型全光纤小电流传感器的直流特性

中国电工技术学会将于2016年12月23日（周五）在北京铁道大厦举办“2016第三届轨道交通供电系统技术大会”。

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国网湖南电力科学研究院、西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室的研究人员万代、钟力生、齐飞、周恒逸、赵邈，在2016年第17期《电工技术学报》上撰文指出，全光纤电流传感器提供了一种先进的非接触电流测量技术，由其良好的抗干扰性能等优点引起了广泛关注。然而，基于法拉第磁光效应的全光纤电流传感技术在绝缘诊断等领域的应用受到了很大的限制，主要原因是这种传感器技术在测量小电流信号时缺乏稳定性和可靠性。

针对此问题，首先设计并建立了对称螺旋嵌套型全光纤小电流传感器实验系统，基于此实验系统对30mA~6A的直流电流进行测试，在此基础上研究法拉第磁光偏转角随测试电流的变化规律。然后应用COMSOL多模场耦合仿真软件对所设计的光纤传感系统的传输场进行模拟仿真，得到对称螺旋嵌套型全光纤电流传感器对法拉第磁光效应的响应度，发现这种结构与传统全光纤结构相比可提高灵敏度600倍左右。最后将实验结果与仿真结果进行对比分析，并研究了对称螺旋嵌套型结构的特性。

结果表明，对称螺旋嵌套型全光纤小电流传感器可准确测量30mA以上的小电流，解决了全光纤电流传感器无法准确测量10A以下小电流的技术难题。未来将基于所建立的实验系统对传感器的潜在应用进行进一步的探索。