光纤传感电流监测中光纤套筒周围的电磁场分布研究

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1、第36卷第1期光学仪器Vo1．36，No．12014年2月OPTICAIINSTRUMENTSFebruary，2014文章编号：1005—5630(2014)01—0052—06光纤传感电流监测中光纤套筒周围的电磁场分布研究毛辰飞，张学典，常敏，鲁敦科，侯英龙(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：介绍了一种用COMSOI软件模拟大电流磁场的方法，并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据，本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律，通过COMSOI软件

2、，建立了大电流直导线模型，利用所建立的模型，分别用理论和实验模拟了大电流周围磁场分布。由光纤传感器中不同套筒材质导线周围的磁场分布情况对比表明：磁场对材料镍制作的套筒的置入不敏感。关键词：COMSOL软件；大电流；磁场分布；光纤传感器中图分类号：TH741．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2014．01．011Magneticfieldsensitivitiesofopticalfibersleevesforfull—fiberopticalcurrentsen

3、sorMAOChenfei，ZHANGXuedian，CHANGMin，LUDunke，H0UYinglong(SchoolofOpticalElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Amethodofsimulatingthedistributionofmagneticfieldaroundthestrongcurrentbyusi

4、ngthesoftwareCOMSOIwasintroduced，andareliableandpracticalselectivebasisforchoosingthematerialsofsleevearoundthestrongcurrentinthefull—fiberopticalcurrentsensorsWaSaccordinglyprovided．BasedontheFaradaySlawofelectromagneticinduction，thelargecurrentstraight

5、conductormodelwasestablishedbytheuseofCOMSOLsoftware．Withthehelpofthismodel，thedistributionofmagneticfieldaroundthestrongcurrentwassimulatedrespectivelybothintheoryandinpractice．Thesleevematerialinthefiberopticsensordistributionunderdifferentconditionsof

6、themagneticfieldaroundthewireshowingthatthemagneticfieldisnotsensitivetomaterialsmadeofnickelsleeveplacement．Keywords：COMSOLsoftware；strongcurrent；thedistributionofmagneticfield；full—fiberopticalcurrentsensors引口在电网运行过程中，电流测量起着极为重要的作用，它不仅为电力系统提供用于计量的参数，而且

7、为收稿日期20l3一O911基金项目国家973计划(2010CB327800)；国家科技支撑项目(2011BAF06B01、2012BAI23B00)作者简介毛辰飞(1988)，女，硕士研究生，主要从事光纤传感器方面的研究。E-mail：840685598@qq．COLT*通讯作者张学典(1974一)，男，副教授，主要从事光电检测、光纤传感方面的研究。Email：zhangxuedian@hotmail．com第1期毛辰飞，等：光纤传感电流监测中光纤套简周围的电磁场分布研究·53·控制和继电保护提供了所

8、必需的信息。现有技术中，对于电流的测量基本上采用以电磁感应原理为基础的电磁式电流互感器，而随着国家电网电压的不断增加，出现了许多不足，例如开路易产生高压，有爆炸的潜在危险。与其相比，光学电流互感器不仅克服了电磁式电流互感器的种种缺点，而且表现出很多的优点，例如体积小，受电磁干扰小等等。所以，光电互感器取代传统的电磁式电流互感器已成为必然。光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新兴电力计量装置，它通过测量光波在通过磁光材料时其