第26卷第3期哈尔滨工程大学学报Vol.26№.32005年6月JournalofHarbinEngineeringUniversityJun.2005法拉第镜式光学电流互感器原理王政平,康崇,黄宗军,张雪原(哈尔滨工程大学理学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:提出了利用法拉第镜构成的具有互易传感光路的法拉第镜式光学电流互感器方案,以抵消块状玻璃传感头中线性双折射的影响,并使传感信号加倍,从而提高系统的灵敏度和温度稳定性;分析了该系统的工作原理,对输出光偏振态进行了仿真,并与单层介质膜方案进行了对比;结果显示该方案对输出光偏振态的退化有很好的抑制作用;这对于改进现有块状玻璃电流互感器的性能、开发实用型光学电流互感器具有一定的参考意义.关键词:光学电流互感器;法拉第镜;线性双折射;琼斯矩阵中图分类号:TP212.14文献标识码:A文章编号:1006-7043(2005)03-0398-04PrinciplesofFaradaymirror-typedopticalcurrenttransformersWANGZheng-ping,KANGChong,HUANGZong-jun,ZHANGXue-yuan(SchoolofScience,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:UtilizingaFaradayrotationmirror,aFaradayrotationmirror-typedOCTdesignwithreciprocalopti2calpathsisproposedtoovercometheeffectsoflinearbirefringenceinsidethebulkglasscurrentsensinghead,multiplythesensingsignal,andimprovethesensitivityandthetemperaturestabilityofthesystem.Thetheo2reticalanalysisoftheworkingprinciple,thesimulationofthepolarizationstateoftheoutputlightandthecom2parisonbetweenitandtheOCTwithPPTRlayersarepresented.Theresultsshowthatthisdesignhasagoodrestrainingeffectonthedegenerationofthepolarizationstateoftheoutputlight,whichhascertainreferencesignificanceontheperformanceimprovementofthepresentbulkglassOCT,andthedevelopmentofpracticalOCT.Keywords:opticalcurrenttransformers;Faradayrotationmirror;linearbirefringence;Jonesmatrix随着电力传输容量的不断增长和电网电压的提化的核心问题,因此有必要寻求彻底的方案.文中以高,目前普遍用于110kV以上变电站的电磁式电流镀有单层介质保偏膜[7]的四角型块状玻璃光路为互感器(currenttransformer,CT)已暴露出许多内在基础,利用法拉第镜构成具有互易传感光路的法拉第的弱点.与其相比,光学电流互感器(opticalcurrent镜式光学电流互感器(Faradaymirroropticalcurrenttransformer,OCT)则表现出:无爆炸、无磁饱和、无transformer,FMOCT),使光的偏振方向在反射时发生滞后、体小质轻、不受电磁干扰等优点[1],因而得到90°旋转,抵消光线入射过程产生的线性双折射的影响,了许多研究者的关注.并使传感信号加倍,从而提高系统的灵敏度和温度稳对块状玻璃电流互感器而言,线性双折射的影定性.这对于改进现有块状玻璃电流互感器的性能、开响[2-6]与全光纤电流互感器相比已明显减小,但仍发实用型OCT具有一定的参考意义.然存在.如何克服线性双折射的影响,是实现其实用1法拉第镜式光学电流互感器原理111法拉第镜式光学电流互感器系统构成收稿日期:2004-09-14.基金项目:哈尔滨工程大学基础研究基金资助项目(HEUF04015).该方案的光路如图1所示.光源发出的光经偏作者简介:王政平(1949-),男,教授,博士生导师.振棱镜起偏后形成偏振化方向与纸面成45°夹角