基于ROGOWSKI线圈的光电式电流互感器.pdf

(2006／1)华通技术
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基于ROGOWSKl线圈的光电式电流互感器

郭健．徐建源

(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110023)

摘要：随着电力系统的快速发展，传统的电磁感应式电流互感器所存在的问题日益严重，给电力系
统运行带来一定的故障隐患，而彻底解决这些问题的前提是采用新的传感技术来研制新型的电流互感
器。现介绍一种基于ROGoWSKI线圈原新型光电电流互感器的工作原理及系统的组成。
关键词：光电电流互感器；罗柯夫斯基线圈；实验
Electro-OpticaltypecurrenttransformerbasedonROGoWSl【ICoiI
GUoJian。XUJianyuan
(ElectricEngineeringCollegeofShenyangIndustrialUniversity，Shenyang，110023China)
Abstract：Withtherapiddevelopmentofelectricpowersystem，thereareIlK)reandIlK)reproblemsex·
istingintraditionalelectromagneticinducingcurrenttransformerswhicharecertainhiddentroublestothe
operationofelectricpowersystems．Adoptionofnewtypeinductivetechnologytodevelopanewtypecur—

renttransformeristhepremiseofthoroughsolutiontotheseproblems．Herethearticleintroducesawork．
ingprincipleandsystematiccompositionofanewtypeelectro-opticaltypecurrenttransformerbasedonRO．
GoWrSKIC0il．
Keywords：electro-opticaltypecurrenttransformer；rogowskieoit；experiment
中圈分类号：TM452。93文献标识码：B文章编号：1672—1314(20o6)O1—0017—03

一
、概述

在高压及超高压条件下，充油电磁感应式电
流互感器(Cr)已暴露出许多缺点。随着光纤传
感器技术的发展，光学混合式电压互感器(OCT)
具有的不含油、不含铁芯、在光纤中输出信号、抗
电磁能力强、体积小且重量轻、造介低等优点将使
它成为取代CT的一种新型电流互感器⋯1。它采
用传统的电流互感器做电流测量元件，用光纤把
特殊调制后的电流信号传输到单片机进行信号处
理。这样不仅充分利用了光纤的优点，而且避免
了光纤作传感探头所带来复杂的技术问题。从实
验角度来看，这种利用低压电流互感器的精度，又
避免了缺点的方案在常规的室内环境中实现了光图1系统原理
推动，并具有较高的精度和良好的线性。号经过积分变换，A／D转换去驱动光源，以便用
混合式光电电流互感器工作原理，见图1所数字方法调制作为载波的光波。在光源处实现电
示。在此系统中，被测高压电流信号经一个特制光变换，将电信号变为携带信息的光信号。E／O
的Rogowski线圈变换为适当的电信号；再将电信转换器采用发光二极管。光信号通过光纤传到接

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HlIAT(●GHSHU(2006／1)

收部分。在此，光纤作为传输媒介。在接收部分，R、C——积分器的电阻、电容。
先由光电探测器实现光电转换，将带有信息的光
信号变为电信号，O／E探测器采PIN光电二极当R‘c》1，即∞》l_时，上式为：
管。然后将光电探测器输出的信号经放大器后再竺Q!一，
“f(s)一R·C
进行解调，以得到与原始信息相近的信号。高压
侧的供电由激光器用光纤将能量推动到高压区，即“0(t)】南‘(t)·dt(3)
经过光电池将光能转换成电能，通过DC／1=C变系统中，“(t)即为罗柯夫斯基线圈输出e(t)，
换电路处理，整定后给功能电路供电。低压区采
故“。(t)=·(t)(4)
用220V供电即可。
在具有同样的R、C值时，无源积分器只有
二、系统设计对其频率比1／RC大的信号才可得到近似的积分
关系，有源积分器则没有这个限制。实际系统中
采用图3所示的有源积分器。
1．高压区的设计
高压区由罗柯夫斯基线圈，积分电路。A／DC
转换电路，光源组成。当被测电流i通过罗柯夫
斯基线圈时，在线圈出线端感应出电势e，e与初
级电流i的变化率di／dt成比例。该信号经积分
器得到一个与J成比例的电压信号；接着在高压
端把这