NXCT全光纤电流互感器引领新潮流
全光纤电流互感器在GIS中的应用
Ｋｅ ｒ ： ｌ ｏ ｉａ ｂｅ ｕｒｅ ｔｔａ ｓｏｍ ｅ；ｍａ ｎ ｔ ｏａｉｎＦａ ａ ａ ｆｅ ｔ ｏ ａｉｅ ｉｈ ；ｃｏ ｅ —ｏ ｐ ｃ ｎｒ ｌ ａ ｎ ｕａｅ ｙ ｗｏ ｄｓｆ ｌ ｐｔ ｌｆ ｒｃ ｒ ｎ ｒｎ ｆ ｒ ｒ ｕ ｃ ｉ ｇ ｅｉ ｒｔｔｏ ｒｄ ｙ Ｅｆ ｃ；ｐ ｌｒｚ ｄ ｌ ｔ ｌ ｓｄ ｌｏ ｏ ｔｏ；ｇ ｓｉｓ ｌｔｄ ｃ ｇ
Ｇａ ｎｓ ｌ ｔ ｄ Ｓ ｔ ｈｇ ａ ｓＩ ｕ ａ ｅ ｗｉｃ ｅ ｒ
ＣＡＯ ｉ ｎ Ｊａ
（ ａ ｃ ｅ ｇ ｗｅ ｐ ｙ Ｃｏ Ｘｕ ｎ ｈ ｎ Ｐｏ ｒＳｕ ｐｌ ｍｐａ ｙ Ｘｕ ｎ ｈ ｎ ２ ２ ０ ， ｎ ， ａ ｃ ｅ ｇ ４ ０ ０ Ｃｈｉａ） ｎ Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｄｅ ｃｉｔｏ ｓｍ ａ ｅｏ ｒ ｉｇｐｒ ｉｌ ｆａｆｌ ｏ ｔｃ ｌ ｂ ｒｃ ｒｅ ｔｔａ ｓｏｍ ｅ． ｈ ａ ｉ ｏ ｉｈｗａ ａ ｅ ｎ ｓｒｐ ｉｎｗａ ｄ ｎｔ ｗｏ ｋｎ ｉ ｐ ｅｏ ｕ ｌ ｐ ｉａ ｅ ｕ ｒｎ ｒｎ ｆ ｒ ｒ Ｏｎｔ ｅｂ ｓｓ ｆｗｈｃ ｓｂ ｓｄ ｏ ｈｅ ｎｃ ｉ ｆ ｍａ ｎ ｔｃｒｔｔｏ Ｆａａ ａ ｆｃ，ｈ ｔｃ ｌｆ ｅ ｅ ｉｇｔｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｄ ｃｏｓｄ ｌｏ ｏ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏｇ ｒ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｌ ｔ ｉｅ ｏ ｇ ｅｉ ｏ ａｉｎ ｒｄ ｙＥｆｅ ｔｔｅｏｐｉａ ｂ ｒｓｎｓｎ ｅ ｈ ｌｇ ｎ ｌ ｅ －ｏ ｐ ｃ ｎｒ ｌｔｃ ｎ ｌ ｙ ｗｅ ｅｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖｅｙ ｕｉ ｚ ｄｔ ｉ ｌ
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全光纤电子式电流互感器及光学电压互感器产品介绍20130328
*
电磁感应原理的电流互感器已经应用了一百多年，但已不能完全满足智能电网建设的需求。 （1）安全性较差 充油、气，有爆炸危险，存在电磁谐振、二次开路等危险；
爆炸现场
*
1、应用概述
（2）存在磁饱和、动态测量精度差 电磁互感器中的铁磁材料在电网故障时可能出现磁饱和现象，难以适应特高压继电保护快速、准确的要求。
*
率先在国内武高所、西高所通过全光纤电流互感器、光学电压互感器型式试验，电流测量精度0.2S/5TPE，电压测量度0.2/3P，并通过直流测量、63kA(峰值171kA)大电流暂态试验等。
4、成果及应用业绩：成果鉴定
具有优异的频率特性及暂态特性，3dB带宽达10kHz，能够满足IEC60044－8品质测量50次谐波(2.5kHz)测量要求 。
发明专利
已公开
15
201110288611.7
基于电光效应的无源光学电压互感器
发明专利
已公开
4、成果及应用业绩：成果鉴定
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我公司光纤电流、电压互感器已应用于我国49个智能化变电站重点项目，总数超过1650相，工程应用量居世界首位，运行时间最长超过4年，并实现产品向发达国家的出口（德国西门子公司）。
一种用于GIS腔体的光纤气密引出方法
发明专利
已授权
7
ZL200810226869.2
高可靠光纤耦合器制备方法
发明专利
已授权
8
ZL200810226744.X
一种电光调制器线性度测试装置
发明专利
已授权
9
PCT/CN2011/081579
基于电光效应的光学电压互感器
发明专利
欧洲专利 已公开
10
光纤电流传感器
引言近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。
在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
1 光纤电流传感器1.1 光纤电流传感器概述光纤电流传感器是一种新型的电流传感器，与电磁式电流互感器相比，基于光学、微电子、微机技术的光纤式电流传感器（OFCT），具有无铁心、绝缘结构简单可靠，体积小、重量轻、线性度好、动态范围大、无饱和现象，输出信号可直接与微机化计量及保护设备接口等优点。
这些优点既满足、推动了电力系统的发展，而且应用前景十分广阔。
当线偏振光（见光的偏振）在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比，即ψ＝VBl，比例系数V 称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。
偏转方向取决于介质性质和磁场方向。
上述现象称为法拉第效应。
1845年由M.法拉第发现。
由于光在光纤中，一边反射，一边行进，偏振波相应于曲线的形状会出现旋转。
针对此现象，在光纤的一端设置一块镜面导致光纤中光线的往返，借助光的来回往返，成功补偿和解决了偏振波的旋转问题。
将铅玻璃光纤用于传感器元件，并结合利用镜面的方法，只需把光纤卷绕在载流导体上，用于电流计测的反射型传感器就基本完成。
其次，开发了调制程度的平均处理与信号处理方式，这有利于特性的稳定及噪音的抑制。
此外，对光源、受光元件、信号传输光纤等种类与传感器特性的关系进行了研究，而且，慎重选择了旨在降低成本和实现小型化的传感器制作技术。
目前，光纤传感器技术正朝实用化的方向进展，以适应电力系统的广泛需求。
全光纤电流互感器在110kV系统的挂网试验研究
（ ）高 压侧 的敏感 部分为全 光纤 １ 结 构 ，实 现 了敏感 元 件 的无源 工作 。
设 计 过程 中 ，克 服 了动热 稳定 、高压 成 ， 其 中 二 次 电 源 模 块 输 入 为
缘结构简单 ，占地面积小 ，运输方便 。
绝 缘 问题 ；通 过有 限元 电场分 析及 试 ２ ０ Ｃ，输 出供 光 电模 块盒数据 采集 ２ ＶＤ 验 ，克服 了局 部放 电的技 术难 题 ，这 模 块工 作 用 。光 电模 块通 过光 纤 接收
（ ２）安全性 高 ，敏感 元件及 电气 互感器 。 单元均不需充油充气 ，无爆炸危 险 ；
（ ）不存在二 次开路 危险 ，二次 ３
输 出为 纯数 字输 出 ，二 次开 路 不会 对
一
次产生危害 ； （ ４）动态 范 围大 ，测 量精度 高 ，
可同时满足计量与保护 的要求 ； （ 频 率响应范 围宽 ，其一 ｄ 带 ５） ３Ｂ
（ ８）绿 色环保 ，金属耗材少 ，绝
图２ 光纤复合绝缘子
侧 采集系统 如 图４ 所示 ，此部分 均安装 于经 过 防潮 防震 防 电磁干 扰设 计 的 电
２２高压侧 结构 设计 ．
气箱体 内。 （ ２）低 压采集 系统 主要 由光 电模 块 、数 据 采集 模块 、二次 电源 模 块组
全光纤电流互感矗 在 １ ｋ ０ Ｖ系统 的挂 网试 验研 究 １
摘要 ：在 国家智能 电网对新一代 电流 互感器 的迫 切需 求下 ，全光 纤 电子 式 电流互感器 应运而 生。全光
纤 电子 式 电流互感器 是基于磁光法拉第效应 的新型 ｅ－： 电流互感器 ，通过在淮北发 电厂 １ ０ Ｖ ＿－ ． 式 ７ ｋ Ａ统对 １ 应用 关键技术 的挂 网试验 研究 ，实现 了全光纤 电子式 电流 互感器在 国 内的首次成 功应用 ，为全 光纤 电
全光纤电流互感器的原理
全光纤电流互感器的原理
全光纤电流互感器（FOCT，Fiber Optic Current Transformer）是一种利用光纤传输信号来测量和监测电流的装置。
其原理基于电流通过导体产生的磁场对光纤的影响。
具体原理如下：
1. 光纤传感器：光纤传感器由一对光纤组成，其中一条光纤作为发送光纤，用来发送光信号；另一条光纤作为接收光纤，用来接收光信号。
2. 光调制器：发送光纤连接到光调制器，光调制器一般采用光电二极管。
当电流通过光调制器产生的电路时，它会产生电流的变化。
这种变化会导致光调制器中的光发生调制，即光的强度发生变化。
3. 磁场感应：将电流通过被测导体上，即可产生一个与电流成正比的磁场。
当电流通过导体时，磁场会穿过光纤传感器的某一部分。
这个磁场的变化会导致光纤产生剪切应力。
4. 剪切应力的传递：剪切应力会传递给接收光纤，导致接收光纤中的光发生相应的调制。
通过测量接收光纤中光的强度变化，可以得到电流大小，实现电流的测量和监测。
全光纤电流互感器具有抗电磁干扰、高精度、宽带宽等特点，适用于高压、大电流等复杂环境中对电流的测量和监测。
Alstom全光纤电流互感器介绍
NXCT 全光纤电流互感器绿色、低炭、环保、节能 智能化电网的重要基石! 智能化电网的重要基石!TechnologyGRID阿海珐输配电 ITR 拥有丰富的技术资源支 持RPV Italy RMM Mexico ITR+Capacitors Bushing RMW USA ITR RMG Brazil ITR+Coil阿海珐输配电 AREVA T&D 互感器集团 ITR LINENxtPhase O/E ITRITR+Bushing+Capacitors+Air Core Coil阿海珐输配电互感器（上海）有限公司RMC China ITR+Bushing +CapacitorRMK India RML Germany ITRRMT Finland Nokian CapacitorsITR+Coil+BushingPresentation title - 01/01/2010 - P 2© ALSTOM 2010. All rights reserved. Information contained in this document is provided without liability for information purposes only and is subject to change without notice. No representation or warranty is given or to be implied as to the completeness of information or fitness for any particular purpose. Reproduction, use or disclosure to third parties, without express written authority, is strictly prohibited.电流互感器分类电磁式电流互感器 （材料耗用大，绝缘复杂）混合型光电互感器 (有源式光电互感器 ) 电 流 互 感 器 在高压侧采用Rogwski线圈, 将被测电流转换成电压信号 ，再将电压信号转换成光信号传输。
光纤电流互感器介绍精选全文
数字科技 引领未来电力
安装在西门子GIS法兰照片
数字科技 引领未来电力
安装在分体GIS法兰示意图
数字科技 引领未来电力
安装在高压套管的示意图
数字科技 引领未来电力
2.2 ECT国内外发展现状
国外发展现状
➢ ABB、西门子（20世纪90年代）
研制成功开环方案的磁光玻璃式OCT 长期稳定性和可靠性存在较大隐患（缺陷）
➢ ABB、Nxtphase（2004年）
研制成功新型闭环光纤电流互感器 采用光纤熔接、数字处理、闭环控制技术，大大提高稳定性 和可靠性（优势） 通过IEC的相关标准，准确度达到0.2级
数字科技 引领未来电力
挂 网 现 场
数字科技 引领未来电力
华东500kV苏州东50 引领未来电力
华东500kV苏州东500kV间隔安装示意图
2040
数字科技 引领未来电力
1/4波片 相位调制器
反射镜
光纤电流传感器原理框图
光源
耦合器1
偏振器 00
耦合器2
SLD
载流 导体
传感光纤环
PIN 信号处理
相位调制器
光纤陀螺原理框图
陀螺光纤环
光电流互感器与光纤陀螺的原理对照
数字科技 引领未来电力
独立绝缘子安装示意图
光学式
有
项目
电磁式互感器 光电
各
混合式 磁光玻璃式
全光纤式
种
测量原理
电磁感应 电磁感应 法拉第效应 法拉第效应
结
敏感元件
电磁线圈 空心线圈 光学玻璃
全光纤电流互感器在淮北发电厂110kV系统挂网试验研究
全 光 纤 电流 互 感 器 在 淮 北 发 电厂 １０ Ｖ ｋ １ 系统 挂 网试 验 研 究
蒋 勇 ， 东伟 李 平 刘 ，
（． １ 大唐淮北 发电厂 ， 安徽 淮北 ２ ５０ ； ３０ ０ ２南瑞航天 （ 京 ） ． 北 电气 控 制技 术 有 限公 司 ， 北京 １０９ ） ０ １３
第 十六 卷
增 刊
安徽 电气 工 程 职 业 技 术 学 院 学 报
２１ ０ １年 ｌ Ｏ月
Ｏｃ ｂ ｒ ０ ｔ ｅ １ ｏ ２ １
Ｖ １１ ， ｕ ｐｅ ｅ ｔ Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ｈ ＩＥ Ｅ Ｔ Ｃ Ｌ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｐ ＯＦ Ｓ Ｉ Ｎ Ｌ Ｔ Ｃ Ｉ Ｕ Ｏ Ｌ Ｇ ｏ． ６ Ｓ ｐ ｌｍ ｎ Ｏ Ｒ Ａ Ｆ ＡＮ Ｕ Ｌ Ｃ ＲＩ Ａ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｎ Ｒ Ｅ Ｓ Ｏ Ａ Ｅ ＨＮ Ｑ Ｅ Ｃ Ｌ Ｅ Ｅ
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２０１０年第９
期
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器引领新潮流
“十大电气创新”专刊
由阿海珐输配电互感器（上海）有
限公司生产的ＮＸＣＴ全光纤电流互感器
技术源于美国Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司先进的光
纤陀螺导航技术，该技术通过对地球磁
场的精确测量来为军用飞行器提供导
航。
为使这项尖端军用技术能够在民用
领域有所应用，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司对该技
术进行了改良，该技术如今已在新一代
民用飞机如波音７７７等飞行器上广泛使
用。
在１９９７年第一套 全光纤电流互感器
在美国Ｃｈｏｌｌａ发电厂投入使用后，全光
纤电流互感器的研发团队和Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ
公司共同组建了Ｎｘｔｐｈａｓｅ Ｔ＆Ｄ 公司，
专注全光纤电流互感器的技术推广和技
术完善，经过２０多年的技术创新和１０多
年的产品运行经验积累，公司已拥有全
光纤电流互感器有关的技术和应用专利
４０多项，该团队也是全球公认的全光纤
电流互感器技术的领导者。
为了在智能电网方面提供完整的解
决方案，阿海珐输配电公司于２００９年初
收购了Ｎｘｔｐｈａｓｅ Ｔ＆Ｄ公司，并开始在全球范围内推广这一先进技术。
到目前为止，在北美和欧洲等２３个国家共有１０７３套系统已经投入运行，电压等级覆盖３６ｋＶ到５５０ｋＶ，包括高压交流和高压直流应用、超大直流电流应用和ＧＩＳ应用等。
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器采用法拉第磁光效应原理，对电流通过导体时产生的磁场进行直接的测量，这种测量没有饱和现象，避免了常规电磁式电流互感器铁心在电力系统故障状态下的铁心饱和。
而在高压测无任何电子元器件和户外无源的运行方式，也完全避免了其他类型电子式互感器高压侧采集模块需要激光供能所带来的使用寿命和维护问题。
与常规充油或充气的电流互感器相比ＮＸＣＴ全光纤电流互感器具有尺寸小、重量轻的优势，即使在那些占地紧凑的变电站或更换设备受空间限制的场合，都能顺利的安装使用；其良好的抗震性能，能应对各种极端天气和一些气象灾害的影响；其动态范围宽的特性使其能同时满足高精度计量和保护的双重需求；而对高达１００
次电网谐波和相角的精准测量，可为智能电网提供可靠的基础信息。
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器以其无可比拟的优点和标准化数字输出使其成为数字变电站中重要的组成部分。
ＮＸＣＴ全光纤电流互感器一在中国市场上推出，在短短的半年时间内就获得了不少订单。
上海市电力公司、深圳南瑞公司、国家电网青岛午山２２０ｋＶ变电站智能化改造项目、西安西电开关电气有限公司、国网电科院柔性直流输电示范工程等项目纷纷选用ＮＸＣＴ全光纤电流互感器，仅这几个项目就采用了２０多套ＮＸＣＴ全光纤电流互感器。
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