本文提出了一種新型的干涉式光纖電流傳感器. 該系統(tǒng)光路為相位壓縮結(jié)構(gòu), 有大的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍, 采用具有穩(wěn)定的正交狀態(tài)的Sagnac 干涉儀, 能夠自動(dòng)消除由偏振產(chǎn)生的信號(hào)衰弱現(xiàn)象和光纖所固有的雙折射、外界溫度變化產(chǎn)生的干擾.
隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)與傳輸控制要求的不斷提高, 傳統(tǒng)的電流互感器暴露出來(lái)很多問(wèn)題, 已不能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要[ 1 ]. 與此同時(shí), 各種光纖電流傳感器相繼出現(xiàn)[ 2, 3 ] , 如基于電光效應(yīng)的馬赫2澤德?tīng)柛缮鎯x和麥克爾遜干涉儀電流傳感器, 以及基于法拉第效應(yīng)的Sagnac 干涉儀電流傳感器, 但是這些傳感器都有各種各樣的問(wèn)題, 如兩束光之間的相位差很難得到穩(wěn)定的正交狀態(tài)[ 4 ]; 相對(duì)偏振狀態(tài)對(duì)被測(cè)信號(hào)的削弱; 動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍狹小不能夠滿(mǎn)足故障電流時(shí)對(duì)大電流的測(cè)量要求; 光學(xué)材料的費(fèi)德?tīng)柍?shù)隨環(huán)境溫度變化[ 5 ]等. 對(duì)于馬赫2澤德?tīng)柛缮鎯x和麥克爾遜干涉儀, 具有3×3 光纖耦合器Sagnac 干涉儀能夠?qū)崿F(xiàn)正交干涉狀態(tài), 然而后級(jí)需要復(fù)雜的信號(hào)處理[ 6, 7 ]. 針對(duì)上述情況, 本文提出了一種新穎的干涉結(jié)構(gòu), 采用無(wú)源相位壓縮技術(shù), 使該干涉儀的線性范圍比普通的馬赫2澤德?tīng)柛缮鎯x擴(kuò)大數(shù)百倍[ 9 ] ,不使用3×3 光纖耦合器而使用一個(gè)L iN bO 3 相位調(diào)制器(PM ) 提供精確P?2 的相位差, 這樣信號(hào)處理部分就變得相對(duì)簡(jiǎn)單易行, 由于采用Sagnac 干涉結(jié)構(gòu), 能自動(dòng)消除光纖所固有的雙折射和外界溫度變化產(chǎn)生的干擾[ 1 ] , 采用了非偏振的寬帶光源的光纖消偏器抑制了偏振信號(hào)衰減. 另外, 該干涉儀可以利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)很簡(jiǎn)單地改裝成多相電流傳感系統(tǒng)[ 11 ].