一种用于绝缘子泄漏电流在线监测的宽频带光纤电流传感器的设计

摘要

测量绝缘子串的泄漏电流是目前监测输电线路绝缘子串表面污秽状态的主要手段之一，然而由于输电线路环境的复杂性，常常会伴生出大量的电磁干扰，会在泄漏电流的采集源头产生噪声从而导致采集失真。本文描述了一种具有很强抗干扰能力的宽频带光纤电流传感器，根据传感器的等效电路模型，针对研制的一种用于绝缘子在线监测的穿芯式光纤传输宽频带光纤电流传感器，该传感器主要包括感应泄漏电流的积分线圈，基于LED发光二极管的电-光-电传输电路，I-V转换电路。文中对线圈匝数、LED发光二极管性能和光电转换电路进行了设计研究。通过传感器电子电路的分析和实验室调试发现，在理想情况下，传感器低频下限近似为零，高频上限为无穷大。可以实现选择性测量泄漏电流的正半周波或者负半周波，经过改进使用差分电路后可以实现测量全波泄漏电流，其零休时间＜1ms，波形响应时间＜0.1ms，测量电流的灵敏度达到40V/A，线性拟合度均＞99.94%，频率响应在1~10kHz范围内，可以满足对泄漏电流测量的基本要求，为高压绝缘在线监测系统提供了一种新的微电流传感器。