光纖光柵直流大電流傳感器研究.pdf

1、電力工業(yè)屬于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著舉足輕重的地位。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各個國家對電力的需求都在日益增加，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中額定電壓和額定電流等級逐年提高。電力工業(yè)中的電流與電壓的測量有著非常重要的作用，它們提供了電力系統(tǒng)中用于計量、控制以及繼電保護(hù)等所必需的信息。光纖電流傳感器具有明顯的優(yōu)越性，是傳統(tǒng)的充油式電磁感應(yīng)電流互感器的理想替代產(chǎn)品。光纖電流傳感器在理論上幾乎克服了傳統(tǒng)的電磁式電流互感器所有的缺點。本文提出將光

2、纖布喇格光柵與等強(qiáng)度簡支梁相結(jié)合作為直流大電流傳感器的敏感元件，采用等強(qiáng)度簡支梁結(jié)構(gòu)能夠避免測量現(xiàn)場振動的干擾，減少誤差。
　　 目前研究較多的光纖光柵電流傳感器的結(jié)構(gòu)主要有等強(qiáng)度懸臂梁式和磁致伸縮材料式，懸臂梁式無法克服振動的干擾，目前只停留在實驗階段，光纖光柵與磁致伸縮材料相結(jié)合的傳感探頭中，磁致伸縮材料本身的熱效應(yīng)也會造成光柵中反射波長值發(fā)生漂移。本文中的傳感器結(jié)構(gòu)克服了振動的干擾，同時也進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，不受測量環(huán)境溫度變

3、化的影響。本文從實際出發(fā)，對光纖布喇格光柵的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了研究，考慮到現(xiàn)場的測量環(huán)境，設(shè)計出兩種方案的光纖光柵直流大電流傳感器結(jié)構(gòu)。兩種方案的傳感探頭中敏感元件均為光纖布喇格光柵與等強(qiáng)度簡支梁相結(jié)合，在進(jìn)行了模擬和現(xiàn)場實驗后，驗證了方案的可行性。
　　 主要研究工作包括以下幾個部分：(1)分析了光纖布喇格光柵的基礎(chǔ)理論，研究了光纖光柵的應(yīng)變和溫度特性，對本文中用到的光纖光柵解調(diào)方式做了一定的研究。(2)研究了本文中傳感探頭