光纤电流传感器应用中热点问题解析

光纤电流传感器应用中热点问题解析航天科技服务电力1、电子式互感器的分类及发展趋势2、全光纤电流互感器两大难题解决现状3、全光纤电流互感器噪声的影响及测试方法4、超过1000台产品实际运行经验介绍目录智能电网对互感器基本要求电磁式互感器电子式罗氏线圈+LPCT光学式磁光玻璃式全光纤式（FOCT）测量原理电磁感应电磁感应法拉第效应法拉第效应安全隐患爆炸、二次开路采集模块击穿暂无暂无暂态特性差较差较好好可交互性无无无具备数字化可实现是是是自诊断监测无无无具备抗干扰能力好很差较好好绿色、低碳很差好好好1、

电子式互感器的分类及发展趋势困扰罗氏线圈的难题——电磁干扰

目前，市场上ECT主要以罗氏线圈+LPCT方案为主，罗氏线圈属于有源工作方式（即一次侧电路需要电源）。

罗氏线圈电子式互感器的敏感元件是电磁线圈，与采集电路之间无任何隔离，是传统“互感器”的变异。有源ECT是电信号敏感，抗干扰性能较差无源FOCT是光电隔离，抗干扰能力好有源ECT引起误动的机理分析FOCT：拒绝干扰，数据可靠电信号直连，容易感受外界干扰信号；注：在变电站故障发生或者开关、断路器动作时产生的快速暂态过电压引起较强的暂态电磁场，导致有源ECT不能正常运行。有源工作，高压侧供电电压不稳，容易造成AD误采样；先微分后积分，引起直流飘移误差。FOCT安全准确智能可靠低碳节约占地，节省耗材,低碳环保非介入式测量，无爆炸、二次开路危险能测直流，暂态精度高，全量程范围无饱和特有的智能自诊断，对每个采样的有效性进行诊断一次侧无源，抗干扰能力强，可靠性高FOCT代表未来的发展方向2、

全光纤电流互感器两大难题解决现状温度和振动——曾经的技术难题

“光纤电流传感器技术先进，是未来的发展方向，但是目前材料、工艺均没有解决，受温度影响大，稳定性差，容易受振动的影响，国外厂家解决的比较好”——这一说法已经持续了十余年，对还是错。

南瑞航天（2007年底）国内首次通过型式试验，“难题”被打破，但现在还能听到大量的这种声音。温度稳定性和长期工作稳定性

①武高完成了超过5次的型式试验检测；

②现场超过1000台产品的运行，蒙自变电站超过两年的校验精度符合要求。NAE产品抗震性能

①武高比武测试，抗震性能良好；

②振动台模拟冲击振动试验， 0.04g²/Hz随机振动，400g冲击，无任何影响；

③GIS断路器疲劳试验。现状：武高比武结果表明，不是所有企业能够解决好以上两个难题绝大部分厂家温度和振动性能超差。注：实际运行录波数据对比3、

全光纤电流互感器噪声的影响及测试方法

4kHz采样频率下的输出曲线如下图：

小电流下的输出波形

600A输入电流下的输出波形噪声来源：

光学散粒噪声，是随机过程，服从泊松分布。可以证明信噪比与所需的时间平方根成正比。白噪音特性：（1）在一定带宽范围内，噪音是恒定的。不随一次电流变化而变化，均值趋近于零。（2）国标20840.8中的E.6中提到，在校验时，可以增加采样周期获得准确的结果。

（3）噪音对继电保护、电能计量均无影响。

（4）可以通过滤波的方法降低噪声，仅仅改善了视觉效果，不能提高互感器真实精度，反而影响了光学互感器的响应带宽，从保护角度严禁采取滤波处理。小电流测试方法研究，FOCT测量精度更具优势这一噪声均值为零，呈高斯分布，在小电流下看上去毛糙；因为噪声和信号是不相关的，通过滤波器可以将噪声的影响消除，达到预期的水平；对于一个30mA/√Hz噪声水平来说，要想在1A测量电流情况下达到0.1%的测量精度，需要450s的时间来滤除噪声；对测试来说，等待这么长时间是不值得的；而对于电能计量来说，典型的计量周期是15分钟（900s），所以实际使用时噪声不会对计量产生大的影响。慎用滤波技术4、超过1000台产品实际运行经验介绍NAE-GL系列FOCT组成敏感环连接光缆电气箱体应用于从10kV~750kV电压等级。NAE系列产品的型谱设计NAE-GL系列FOCT组成

敏感环连接光缆（护套/绝缘子）电气单元FOCT的独特优点敏感头安装灵活，方便与其它设备集成；敏感头严格遵循安培回路定律，抗干扰能力强。全光纤互感器应用典型工程——上海封周110kV变电站

国内首座全站采用全光纤电流互感器，2009年9月29日投运，目前运行时间近3年。全光纤电流互感器运行情况良好。全光纤互感器应用典型工程——上海蒙自110kV变电站

上海蒙自110kV智能变电站是2010年上海世博会重点配套工程。110kV间隔全部采用本项目电流互感器产品，2009年12月正式投运。运行时间2年半。全光纤互感器应用典型工程——无锡西泾220kV变电站

江苏无锡西泾220kV智能变电站是物联网示范工程，全部采用本项目全光纤电流互感器共210相。江苏苏州东500kV玉山变电站作为2010年世博会保电工程，为国内500kV首次应用。全光纤互感器应用典型工程——江苏玉山500kV变电站全光纤互感器应用典型工程——陕西洛川750kV变电站陕西洛川750kV智能变电站是全光纤