电子式互感器及其在数字化变电站中的应用(2)

无源光电电流互感器依据法拉第磁光效应设计而成，无源光电电压互感器依据Pockels 电光效应设计而成，无源光电互感器传感采用电光晶体，光纤传输。光纤传输具有输入与输出呈现严格的线性关系、无磁饱和现象、抗电磁干扰能力强、体积小、运输安装方便等优点，且绝缘问题也易解决，是目前国内外研究的热点。但由于存在光路较复杂、机械加工难度大、受环境温度影响等问题，有不少试验样机挂网运行，达到实用化程度的还较少。

有源电子式电流互感器一般采用线性化较好的罗氏线圈将一次侧电流信号通过电磁感应传到二次侧，然后对二次侧电信号进行采样并转换成光信号，通过光纤输出给保护、测控装置等变电站自动化设备。电子式电流互感器无铁芯、绝缘结构简单可靠、体积小、质量小、线性度好、无饱和现象。

有源电子式电压互感器将一次电压通过电容或电阻分压后直接进行采样，再通过光纤传输测量信号给各种变电站自动化设备。EVT 有以下特点：

(1)高低电压之间实现了真正的电隔离;(2)采用光纤传送信号，具有极强的抗干扰性，同时还降低了损耗。有源电子式电流电压互感器已经进入实用化阶段，在现场投入运行，其测量精度和长期运行稳定性满足要求，目前有多家制造商可以提供此类设备。

2 电子式互感器的工作原理

2.1 无源光电流互感器的工作原理

基于法拉第(Faraday)效应原理的电子式电流互感器Faraday磁致旋光效应是指在光学各向同性的透明介质中，外加磁场可以使在介质中沿磁场方向传播的平面偏振光的偏振面发生旋转。一束线偏振光通过置于磁场中的磁光材料时，磁场方向与光的传播方向平行，则出射线性偏振光与入射线性偏振光的偏振平面产生旋转，旋转角θ 正比于磁场沿着偏振光通过材料路径的线积分，即：

式中，V 为Verde 常数，它只与所选的光学材料有关;H 为磁场强度;L 为通过法第旋光材料的光程长度。当磁场是由于待测载流导体的电流i 产生，且光行进的路径围绕载流导体闭合时，由安培环路定律可知：

式中，N 为光路与电流交链的匝数;i 为导体中流过的电流;V、N 均为常数。光路闭合后，旋转角θ 只与闭路内的电流大小有关，与位置无关。因此，测出偏振光旋转角θ 就可以测出电流i。