套用光電技術通過光纖傳送信息來測量大電流或高電壓的互感器。在高電位(或遠)端，由待測電流或電壓調製產生的光信號經光纖傳輸到地電位(或測量)端，通過光電變換和電子電路解調，得到被測電流或電壓。根據這種裝置的工作原理，也可測量處於高電位端的溫度、振動、位移等信號。
基本介紹
- 中文名：光電式互感器
- 外文名：instrumenttransformer
- 功能：將高電壓或大電流變換成低電壓
- 特點：以便實現測量儀表
釋義,分類,無源式光電互感器,有源式光電互感器,
釋義
套用光電技術通過光纖傳送信息來測量大電流或高電壓的互感器。在高電位(或遠)端，由待測電流或電壓調製產生的光信號經光纖傳輸到地電位(或測量)端，通過光電變換和電子電路解調，得到被測電流或電壓。根據這種裝置的工作原理，也可測量處於高電位端的溫度、振動、位移等信號。
電力系統中通常採用電磁式互感器測量大電流或高電壓。隨著系統電壓等級的日益提高，這種具有鐵芯和繞組的互感器結構變得非常複雜，因此人們套用光纖及光電技術，發展光電式電壓互感器和光電式電流互感器來測量高電壓和大電流。與電磁式互感器相比，光電式互感器具有如下優點：①絕緣結構簡單，體積小，重量輕，造價低;②無鐵芯、無磁飽和及鐵磁諧振引發的問題;③抗電磁干擾性能好，不會有低壓側開路出現高電壓的危險;④頻率回響範圍寬，動態範圍大，測量準確度高;⑤不充油，無燃燒、爆炸等危險;⑥能適應電力計量與保護的數位化、微機化和自動化的發展潮流。
分類
根據感測器頭部是否使用電源，光電互感器可分為無源式和有源式兩種。
無源式光電互感器
無源式光電電流互感器的原理框圖如圖所示，它利用法拉第(Faraday)磁光效應來測量電流。當線偏振光通過置於磁場中的磁光材料時，其偏振面會發生旋轉，旋轉角與平行於光線方向的磁場有線性關係;通過測量通有電流i的導體周圍線偏振光偏振面旋轉角的變化θ=μ0VKi(其中μ0為真空磁導率;V為磁光材料的Verdet常數;K為係數，當通光路徑圍繞通流導體一周時K=1)，就可間接地測量出導體中的電流值。圖中，發光器件發出的線偏振光經光纖傳輸到高電位端，光線通過磁光材料時受待測電流產生的磁場作用而發生旋轉。偏振面已旋轉的線偏振光經由光纖傳回地電位端後，先由檢偏器將角度信息轉化為光強信息再經光電變換，並進行放大、處理，以正確反映待測的電流信息。
利用泡克爾(Pockels)效應可製成無源式光電電壓互感器，其結構類似於無源式光電電流互感器，但感測器中採用的是對電壓敏感的電光晶體。
有源式光電互感器
有源式光電電流互感器中，在高電位端通過採樣線圈取得與待測電流成正比的電壓信號，再經模數轉換器變換為電脈衝信號，並驅動發光器件輸出光脈衝信號。此光脈衝信號經光纖傳回地電位端後，先由光電器件轉化為電脈衝信號，再經放大、數模轉換，以正確反映待測的電流信號。高電位端的電子電路電源採用“光供能”方式形成：地電位端的雷射器發出的強光經光纖傳輸到高電位端，由光電轉換器件將光能量轉化為電能量，為高電位端的電子電路供電。
