全光纤电流互感器简介
全光纤电流互感器小结
全光纤电流互感器学习小结一、全光纤电流互感器的基本结构:1、全光纤电流互感器结构根据功能可以分为：光纤传感器，光学传输单元，合并单元三部分组成。
光纤传感器部分由1／4波片，感应光纤和反射镜组成，通过熔接形成一个无源传感器件，这部分在高压一次设备侧。
在复合绝缘子中布置了保偏光纤，在互感器的底座装有偏振器和调制器两个光学元件，调制信号由合并单元提供，无需外部供电。
光纤传感器和合并单元之间采用标准的单模通信光纤。
图1、全光纤电流互感器结构示意图2、以ALSTON全光纤CT为例对其结构进行介绍，其电流互感器就地端子箱如下图，其中主要包括偏振器，调制器，温度传感器，其端子箱主要作用有接收合并单元提供的调制信号，光纤温度测量给合并单元用于计算温度补偿，以及实现单模通信光纤与保偏光纤的熔接。
图2、互感器本体及端子箱3、NXCT合并单元前面板上有三个指示灯和一个数字通讯RS232接口:指示灯工作状态如下：Power:电源正常时绿色常亮；Maintenance Required:正常运行时熄灭，轻微故障时橙色常亮；Data Invalid：正常运行时熄灭，传输数据无效时红色常亮（相当于严重故障）。
图3、NXCT光电单元前面板4、NXCT合并单元背板结构如图4所示其中各个接口的作用如下：（1）:连接一次侧，给测量回路提供光源，同时接收电流信息的接口；（2）：将合并单元测量的电流量经TDM总线给需要的控制保护设备；共6路TDM，每路包含该合并单元测量的全部电流；（3）：两个合并单元之间的连接光纤，可以同步测量的电流量，使输出的TDM 总线中含两个机柜测量的电流。
（4）：给合并单元提供两路供电电源接线端子；（5）：合并单元连接至调制器的端子排；（6）：IDL温度测量，用于温度补偿的，只有IDL采用的是光纤传输，其它电流量用的是电缆传输；（7）：合并单元电流模拟量输出端子或装置报警输出。
图4、NXCT光电单元背板5、NXCT合并单元特性如下图所示:图5、NXCT合并单元特性同里站的数字输出端口含有6路独立的数字接口。
系列全光纤电流互感器介绍
NAE-GL系列全光纤电子式电流互感器应用与校验目录1 NAE-GL系列产品的总体方案总体方案对于数字化变电站过程层的传感设备主要包括三个部分内容：电子式电流互感器，电子式电压互感器和合并单元，如图所示。
而对于电子式电流、电压互感器而言也分别包括了传感部分和电气部分。
目前市场上电子式电流互感器产品主要有低功耗线圈实现的电子式电流互感器（LPCT）、用罗氏线圈来实现的有源型电子式电流互感器、磁光玻璃实现的电子式电流互感器以及基于全光纤的电子式电流互感器等几类，都有一些实际运行或挂网的经验；电子式电压互感器的产品主要有电容分压式电子互感器，电感变压式电子互感器两类，工程化过程中也有一些实际运行的经验。
图过程层传感设备功能块框图全光纤电子式互感器应用功能与连接图示出了过程层传感设备应用功能与连接示意图。
可以看出，电流光纤敏感环通过光纤与电流电气单元相连接，电压敏感源通过屏蔽电缆（对电容分压式电子互感器而言）或光缆（对光晶体作为敏感源而言）与电压电气单元相连。
电气单元一方面接受来自合并单元的同步时钟信号对数据进行同步，另一方面将测定的数据传送到合并单元中。
电气单元还留有通讯接口，用于同当地的手持验证终端进行信息交换，用来查验电流、电压的数值等数据。
合并单元接受来自外部的时钟对时信号，也发出多路时钟同步信号用于电气单元内数据同步；合并单元接受来自多路电气单元的数据，处理后输出多路数据信号用于相关的保护和测量等使用。
图过程层传感设备应用功能与连接示意图NAE-G系列产品的型号选择1.3.1 型号选择1.3.2 订货须知订货时，除了上述型号选择的信息外，还应当关注以下的信息。
2 NAE-GL系列全光纤电子式电流互感器概要由国电南瑞科技股份有限公司（以下简称“国电南瑞”）、北京航天时代光电科技有限公司（隶属于中国航天九院，以下简称“航天时代”）联合成立的南瑞航天（北京）电气控制技术有限公司（以下简称“南瑞航天”）作为国电南瑞光学技术的科研开发基地，在光纤陀螺技术的基础上，经过多年的研发和技术积累，成功开发出全光纤电子式互感器，取得了多项科技成果。
纯光纤式电流互感器
纯光纤式电流互感器全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：纯光纤式电流互感器是一种新型的电力测量装置，它利用光纤传感技术来实现电流传感的功能，具有高精度、高稳定性和抗干扰能力强等优点。
随着电力行业的发展和智能电网的建设，纯光纤式电流互感器在电力系统中的应用日益广泛，对提高电力系统的安全性、可靠性和智能化水平起着重要作用。
纯光纤式电流互感器由电流传感单元、光纤传感单元和信号处理单元等部分组成。
电流传感单元通过感应电流产生变化，光纤传感单元将此变化通过光纤传输到信号处理单元，最终实现对电流信号的测量。
采用光纤传感技术的电流互感器在减小尺寸、扩大量程、提高频率响应等方面具有独特优势，逐渐替代传统电流互感器成为电力系统中的主流产品。
在实际应用中，纯光纤式电流互感器具有多种优点。
纯光纤传感技术不受电磁干扰影响，具有良好的抗干扰能力，能够有效提高系统的测量精度和稳定性。
纯光纤式电流互感器适用于高压环境，具有高耐压性能和防雷击能力，能够保证设备在恶劣环境下的稳定运行。
纯光纤式电流互感器体积小、重量轻，安装维护方便，能够减少占地面积和降低维护成本。
纯光纤式电流互感器还具有较长的使用寿命和环境友好的特点。
光纤传感技术具有较高的稳定性和耐久性，可在恶劣环境下长时间稳定运行。
而且，纯光纤式电流互感器无需使用有害物质，对环境没有污染，符合环保要求，有利于可持续发展。
纯光纤式电流互感器作为电力系统的重要组成部分，具有良好的性能和广阔的应用前景。
随着电力行业的发展和技术的进步，纯光纤式电流互感器将逐渐取代传统电流互感器成为电力系统中的主流产品，为电力系统的安全稳定运行和智能化发展提供有力支持。
希望工程师们能继续研究开发纯光纤式电流互感器，为电力系统的发展贡献更多的力量。
【本篇文章已达到2000字数要求，希望能够满足您的需要，如有其他要求，请随时告知。
感谢阅读！】第二篇示例：纯光纤式电流互感器是一种集成了光电技术和电力传感技术的高科技产品，它通过光纤传感技术实现对电流的非接触式检测和测量。
全光纤电子式电流互感器及光学电压互感器产品介绍20130328
*
电磁感应原理的电流互感器已经应用了一百多年，但已不能完全满足智能电网建设的需求。 （1）安全性较差 充油、气，有爆炸危险，存在电磁谐振、二次开路等危险；
爆炸现场
*
1、应用概述
（2）存在磁饱和、动态测量精度差 电磁互感器中的铁磁材料在电网故障时可能出现磁饱和现象，难以适应特高压继电保护快速、准确的要求。
*
率先在国内武高所、西高所通过全光纤电流互感器、光学电压互感器型式试验，电流测量精度0.2S/5TPE，电压测量度0.2/3P，并通过直流测量、63kA(峰值171kA)大电流暂态试验等。
4、成果及应用业绩：成果鉴定
具有优异的频率特性及暂态特性，3dB带宽达10kHz，能够满足IEC60044－8品质测量50次谐波(2.5kHz)测量要求 。
发明专利
已公开
15
201110288611.7
基于电光效应的无源光学电压互感器
发明专利
已公开
4、成果及应用业绩：成果鉴定
*
我公司光纤电流、电压互感器已应用于我国49个智能化变电站重点项目，总数超过1650相，工程应用量居世界首位，运行时间最长超过4年，并实现产品向发达国家的出口（德国西门子公司）。
一种用于GIS腔体的光纤气密引出方法
发明专利
已授权
7
ZL200810226869.2
高可靠光纤耦合器制备方法
发明专利
已授权
8
ZL200810226744.X
一种电光调制器线性度测试装置
发明专利
已授权
9
PCT/CN2011/081579
基于电光效应的光学电压互感器
发明专利
欧洲专利 已公开
10
全光纤电流互感器介绍
运行能耗 安全性能
电磁感应 电磁线圈
否 否 差 小
窄 差 好 大 差
有源电子式
电磁感应 空心线圈
否 是 差 小
窄 差 差 大 好
电子式互感器
无源电子式
磁光玻璃式
全光纤式
法拉第效应
法拉第效应
光学玻璃
光纤
可测但精度低 可测且精度高
是
是
差
好
小
大
高
高
差
好
好
好
小
小
好
好
全光纤电流互感器的优势
度漂移
→ PCS‐9250系列全光纤互感器在结构设计和 工艺选择上着手，采用特殊的光纤缠绕方式 ，有效地抑制了温度漂移
PCS-9250全光纤互感器技术难点
¾光学互感器系统长期运行后，光源的输出功 率可能随时间而产生衰减现象，会影响系统
的精度和F稳OC定T性技术难题及我们的解决办法
→ PCS‐9250系列全光纤互感器采用了特殊 的电路处理方案，同时开发了独有的算法系 统，消除了光源功率不稳造成的影响，保证 了系统运行的精度和稳定性
¾传感光纤 环直接套 在变压器 套管底部 挂式全光纤电流互感器
¾因地制宜，可以 灵活安装在线路 上各个位置
¾便于站内改造
全光纤电流互感器被测电流类型
¾AC用
¾DC用
直流用全光纤电流互感器优势
¾传感光纤环可无差别的测量直流和交流电流 ，可沿用交流互感器技术和结构
¾其安装方法和电子式互感器类似，不同之处 是GIS集成式全光纤电流互感器无需安装远 端模块。
GIS互感器安装结构（单相）
¾每一个传感光 纤环能同时提 供保护和测量 电流
《全光纤电流互感器技术规范》
《全光纤电流互感器技术规范》编制说明T/CES(/Z) XXXX-XXXX目次1 编制背景 (3)2 编制主要原则 (3)3 与其他标准文件的关系 (3)4 主要工作过程 (3)5 标准结构和内容 (3)6 条文说明 (4)1编制背景全光纤电流互感器是基于法拉第效应，通过传感光纤测量电流。
它特别适合高压、特高压电力传输系统的应用，具有技术先进、无磁场饱和、精度高、高压隔离特性优异、无灾难性危险（爆炸）、体积小重量轻等特点。
随着全光纤电流互感器技术的日益成熟，技术法规及相关标准的建立，全光纤电流互感器必将逐步取代传统的电磁式电流互感器而成为电网监测的最主要手段。
IEC和国家标准中没有全光纤电流互感器技术方面的有关内容，迫切需要编制全光纤电流传感器技术规范。
为促进全光纤电流互感器在高压、特高压电力传输系统的应用，明确全光纤电流互感器的设计和配置要求，规范全光纤电流互感器的试验类型、试验项目和试验方法，满足生产厂商、设计单位和使用单位的迫切需要，特制定本标准《全光纤电流互感器技术规范》。
制定本标准有利于推动全光纤电流互感器技术的规范化发展，推动该新技术在电力行业的应用。
2编制主要原则本标准的编写格式按GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求编写。
3与其他标准文件的关系本标准以国家标准《互感器第8部分：电子式电流互感器》(GB/T 20840.8)和《高压直流输电系统直流电流测量装置第1部分：电子式直流电流测量装置》（GB/T 26216.1）为蓝本。
根据110kV及以上交流系统和±100kV及以上直流输电系统用全光纤电流互感器的特点，规定了其使用条件、基本参数、结构和配置要求、技术要求、试验、标志、使用期限、包装、运输及贮存。
4 主要工作过程2019年1月，成立标准起草编写工作组；2019年6月，工作组在充分调研国内外相关标准的基础上，编制了本标准大纲，确定了编写工作的具体时间节点；2019年7月，召开第一次工作组会，开始标准起草；2019年8～9月，编写工作组根据变电站内配置的数字式和模拟式电能质量监测装置的具体检测情况编制了检测规范的初稿，召开了内部讨论会，确定了检测规范框架和初步内容；2019年10月，形成征求意见稿，上网征求标准意见。
Alstom全光纤电流互感器介绍
NXCT 全光纤电流互感器绿色、低炭、环保、节能 智能化电网的重要基石! 智能化电网的重要基石!TechnologyGRID阿海珐输配电 ITR 拥有丰富的技术资源支 持RPV Italy RMM Mexico ITR+Capacitors Bushing RMW USA ITR RMG Brazil ITR+Coil阿海珐输配电 AREVA T&D 互感器集团 ITR LINENxtPhase O/E ITRITR+Bushing+Capacitors+Air Core Coil阿海珐输配电互感器（上海）有限公司RMC China ITR+Bushing +CapacitorRMK India RML Germany ITRRMT Finland Nokian CapacitorsITR+Coil+BushingPresentation title - 01/01/2010 - P 2© ALSTOM 2010. All rights reserved. Information contained in this document is provided without liability for information purposes only and is subject to change without notice. No representation or warranty is given or to be implied as to the completeness of information or fitness for any particular purpose. Reproduction, use or disclosure to third parties, without express written authority, is strictly prohibited.电流互感器分类电磁式电流互感器 （材料耗用大，绝缘复杂）混合型光电互感器 (有源式光电互感器 ) 电 流 互 感 器 在高压侧采用Rogwski线圈, 将被测电流转换成电压信号 ，再将电压信号转换成光信号传输。
光纤电流互感器介绍精选全文
数字科技 引领未来电力
安装在西门子GIS法兰照片
数字科技 引领未来电力
安装在分体GIS法兰示意图
数字科技 引领未来电力
安装在高压套管的示意图
数字科技 引领未来电力
2.2 ECT国内外发展现状
国外发展现状
➢ ABB、西门子（20世纪90年代）
研制成功开环方案的磁光玻璃式OCT 长期稳定性和可靠性存在较大隐患（缺陷）
➢ ABB、Nxtphase（2004年）
研制成功新型闭环光纤电流互感器 采用光纤熔接、数字处理、闭环控制技术，大大提高稳定性 和可靠性（优势） 通过IEC的相关标准，准确度达到0.2级
数字科技 引领未来电力
挂 网 现 场
数字科技 引领未来电力
华东500kV苏州东50 引领未来电力
华东500kV苏州东500kV间隔安装示意图
2040
数字科技 引领未来电力
1/4波片 相位调制器
反射镜
光纤电流传感器原理框图
光源
耦合器1
偏振器 00
耦合器2
SLD
载流 导体
传感光纤环
PIN 信号处理
相位调制器
光纤陀螺原理框图
陀螺光纤环
光电流互感器与光纤陀螺的原理对照
数字科技 引领未来电力
独立绝缘子安装示意图
光学式
有
项目
电磁式互感器 光电
各
混合式 磁光玻璃式
全光纤式
种
测量原理
电磁感应 电磁感应 法拉第效应 法拉第效应
结
敏感元件
电磁线圈 空心线圈 光学玻璃
系列全光纤电流互感器介绍
系列全光纤电流互感器介绍全光纤电流互感器是一种利用光纤传感技术实现电流测量的设备，其具有高精度、抗干扰能力强、体积小、重量轻、安装方便等优点。
相比传统电流互感器，全光纤电流互感器在测量过程中可以实现远距离传输和免疫干扰等特性。
全光纤电流互感器通常由光纤传感单元、信号处理单元和控制单元组成。
光纤传感单元是全光纤电流互感器的核心部分，其主要由光纤传感元件、光源和检测器组成。
信号处理单元负责将传感单元采集到的光信号进行处理和转换，转化为电信号。
控制单元负责对光纤电流互感器进行控制和监控。
全光纤电流互感器相比传统电流互感器的一个显著优势是其抗干扰能力强。
传统电流互感器在测量过程中受到电磁干扰的影响较大，从而可能导致测量结果的不准确。
而全光纤电流互感器采用光纤传感技术，光纤可以有效阻隔电磁干扰的影响，从而保证测量结果的准确性。
另外，全光纤电流互感器具有高精度的特点。
在测量过程中，由于电流的微弱变化可以通过光纤传感单元敏感地检测到，因此可以实现较高的测量精度。
在电力系统等对电流变化要求较高的场合中，全光纤电流互感器可以提供更为可靠和准确的测量结果。
全光纤电流互感器的体积小、重量轻，安装方便。
由于采用光纤传感技术，传感单元无需直接与电流被测体相连，极大地简化了安装过程。
相比传统电流互感器，全光纤电流互感器的体积更小、重量更轻，可以适用于空间有限和重量有限的场合，提高了设备的使用便捷性。
此外，全光纤电流互感器还具有较长的传输距离。
光纤的传输距离可以达到几十公里，因此可以实现对远距离电流信号的测量。
这使得全光纤电流互感器适用于电力系统等需要远距离传输信号的场合。
在实际应用中，全光纤电流互感器主要用于电力系统、电气设备故障监测和终端用电监测等领域。
在电力系统中，全光纤电流互感器可以监测电流信号，并提供给控制单元进行实时监测和分析，从而实现对电网运行状态的实时监控。
在终端用电监测中，全光纤电流互感器可以用于记录并监测用户实际用电情况，帮助用户进行用电分析和能源管理。
Alstom全光纤电流互感器介绍
NXCT 全光纤电流互感器绿色、低炭、环保、节能 智能化电网的重要基石! 智能化电网的重要基石!TechnologyGRID阿海珐输配电 ITR 拥有丰富的技术资源支 持RPV Italy RMM Mexico ITR+Capacitors Bushing RMW USA ITR RMG Brazil ITR+Coil阿海珐输配电 AREVA T&D 互感器集团 ITR LINENxtPhase O/E ITRITR+Bushing+Capacitors+Air Core Coil阿海珐输配电互感器（上海）有限公司RMC China ITR+Bushing +CapacitorRMK India RML Germany ITRRMT Finland Nokian CapacitorsITR+Coil+BushingPresentation title - 01/01/2010 - P 2© ALSTOM 2010. All rights reserved. Information contained in this document is provided without liability for information purposes only and is subject to change without notice. No representation or warranty is given or to be implied as to the completeness of information or fitness for any particular purpose. Reproduction, use or disclosure to third parties, without express written authority, is strictly prohibited.电流互感器分类电磁式电流互感器 （材料耗用大，绝缘复杂）混合型光电互感器 (有源式光电互感器 ) 电 流 互 感 器 在高压侧采用Rogwski线圈, 将被测电流转换成电压信号 ，再将电压信号转换成光信号传输。
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国内外研究开发现状
国外发展现状
• ABB、西门子（20世纪90年代）
• 研制成功开环方案的磁光玻璃式OCT
• ABB、Nxtphase（2004）
• 研制成功新型光纤电流互感器，准确度达到0.2级
国内发展现状
• 高校学术探索（20世纪90年代以来） • 南瑞航天研制的光纤电子式电流互感器，有少量工程应用
常温零漂零偏均在1A以下，满足大电流测试（1KA以上） 误差0.1%，小电流（1KA以下）误差1%要求。
实验室测试结果
（2）线性度
实验室测试结果
（3）标度因数非线性度 以相同条件，不同方法下测试所得的标度因数的标准差表
征，根据目前的结果来看，标度因素的非线性度为0.0353A。 （4）测试范围与带宽
全光纤电流互感器原理
• 法拉第磁光效应
全光纤电流互感器结构
光源 信号处理
1/4波片 载流体
光纤传感环
实验室第二代样机未封装实物图
光纤传感环 实验室模拟高电流 载流体
全光纤电流互感器
公司产品创新点
与传统电流互感器比较：
公司产品创新点
应用创新： 全光纤型的电流互感器，通过测试法拉第相移（即VNI）检检测电流，
全光纤电流互感器
电流互感器
•
电流传感器是指能感受被测电流并转换成可用输出信号的传感器，能将
大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功能主要是将大电流按比例
变换成标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设
备及自动控制设备的标准化、小型化。同时电流互感器还可用来隔开高电
压系统，以保证人身和设备的安全。在国内外的用途非常广泛。
开环条件下测试范围0A-400KA，带宽>6KHz
通过调节光纤匝数N可实现不同灵敏度不同测试范围电流测量。满足不同场 合不同客户测试要求。 技术创新：
我们采用单光路反射式结构设计电流传感器。通过这种巧妙结构，与双 路sagnac型相比，可有效减低由于光路失衡带来的误差，提高系统抗震性 能。传感头用全光纤设计，与磁光玻璃式传感头相比，传感头工艺简单， 不易损坏，长期稳定性高。
法满足长期监测的需求
全光纤电流互感器研发背景
国家电网公司“十二五”电网发展规划及节能减排政策的要求
• 专项规划四：国家电网公司“十二五”电网智能化发展规划的要求， “十二五”期间完成全光纤电流互感器和电压互感器的研制；
• “十二五”期间，国家电网公司将新建110（66）kV及以上电压等级智 能变电站5100座、变电站智能化改造约1000座。预计到2015年，国家电 网公司经营区域110（66）kV及以上电压等级智能变电站将占变电站总 座数的30%左右。该技术的推广率可达50%，形成的年节能能力约100万 tce。
• 含有铁心，易饱和，对线路上的暂态信号不能响应； • 绝缘结构复杂，尺寸大，造价高，设备安装检修不方便； • 存在潜在危险，如果二次负载出现开路就会产生高电压，危害设备和人
身的安全，含油的互感器还有爆炸的危险； • 不能适应电力系统数字化这一趋势，与数字设备接口时，需要加电流变
换器； • 早期的光纤型传感器的稳定性与可靠性由于其设计结构的自身缺陷而无
• 按用途分类：
– 测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）。在正常工作电流范围 内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息；
– 保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）。在电网故障状态下， 向继电保护等装置提供电网故障电流信息。
全光纤电流互感器研发背景
电力系统等级提高，传统设备难以适应电网需求
本项目采用开环信号解调方案，通过解调输出信号一次、二次、及四 次谐波及DSP技术保证锁定调制信号，并且确保了解调结果不随光源功率 变化，与闭环测试验室测试结果
本公司投入大量人力物理集中解决导致长期运行稳定性差 的问题，避免了死区现象的出现，完善了传感头设计、波片设 计，通过实验测试，已掌握其核心技术，测试结果稳定性可稳 定在0.2%以内，测试灵敏度达到mA量级。 （1）零漂（零偏稳定性）
公司产品创新点
国内同类产品比较
国内全光纤电流计的研发大都依托成熟的光纤陀螺技术，在检测方案 上采用闭环检测方案，这就无法避免死区现象的出现；且闭环方案中的调 制器为铌酸锂相位调制器，一方面长期使用易老化，稳定性差，另一方面 加大了系统的成本（铌酸锂调制器成本上万，PZT调制器则百元左右）。 少数采用开环检测的单位，虽然样机测量精度可达0.2S级，但是因为传感 头及波片设计的不够精确，信号处理不够合理， 根据国网电力科学院的测 试结果看，这些互感器挂网测试过程中的可靠性和稳定性较差，故障率较 高。