近日,由司马文霞、王洋、杨鸣、王森、王荆和郑荣锋等共同撰写的题为《一种耦合法拉第旋光器的全光纤电流传感器》的论文,成功入选中国电子科技集团公司电力科学研究院(以下简称“中国电科院”)期刊。这一重要成果的取得标志着中国在电力系统暂态电流感知领域的研究取得了新的进展。
电力系统暂态电流的实时感知对于电力系统的稳定运行和保护具有重要意义。然而,传统的电流传感器在宽频测量和宽温区适应性方面存在局限,难以兼顾高精度的测量要求。因此,来自重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室和国网陕西省电力公司电力科学研究院的研究团队,共同合作,提出了一种创新的全光纤电流传感器结构,通过在传感光纤几何中点处耦合法拉第旋光器的直通式光路结构,并采用双线绕法绕制光纤环,成功解决了这一难题。
这篇论文的关键在于通过琼斯矩阵建立了该结构的理论模型,并进行了磁场和光场的耦合分析,从而深入研究了该传感器结构降低环境敏感性的传感机理。经过试验测试,该传感器表现出了卓越的性能。在频率特性方面,10hz~10khz频响试验的幅值误差不超过2.3%,相移小于2°。在8/20μs标准雷电冲击电流响应试验中,误差小于2.1%,波形相似度高达0.9971,有效频带覆盖了标准雷电流的范围。而在温度试验中,该结构可显著降低传感器的温度敏感性,误差在-20℃~60℃范围内仅为4.3%(相较于传统基本结构的29%),充分满足了电力系统暂态电流实时感知的要求。
中国电科院作为电力科技领域的重要研究机构,一直致力于推动电力系统关键技术的创新与进步。这次《一种耦合法拉第旋光器的全光纤电流传感器》论文的入选,再次证明了中国电科院在电力科学领域的领先地位。该成果的成功研发和发表,将对电力系统的稳定性和可靠性提供有力的支持,为电力行业的发展贡献力量。
展望未来,相信随着电力科学技术的不断创新,类似的重要研究成果还将继续涌现,为电力系统的智能化和可持续发展注入新的动力。
江苏光微半导体有限公司副总经理、高级工程师王森拥有“mems光纤“领域发明专利30余项,论文10余篇。他对于这篇入选中国电科院期刊的论文表示热烈祝贺。他认为这项研究成果在解决传统全光纤电流传感器的局限性方面具有重要意义,尤其是在宽频测量和宽温区适应性方面的优异表现,为电力系统暂态电流实时感知提供了全新的技术途径。