互感器原理与应用

第#期

王政平，等：线性双折射温度特性对光学电流互感器影响的理论分析

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计算得：） !!,*"’-"$（."/01

!是只与材料有关的常数+

（,）是与残余线性双折射有关的常数+为#’$#

定性地研究其对测量系统的影响，令其分别为：、、、、（）以反映残余线性%$*(%$*#($$*#($*(."01，双折射大小+

图(传感头内光路与被测电流空间关系

由式（")）画出单位长度线性双折射在不同量值的残余线性双折射下（以上#$（#

,’）的各量值所对应的曲线分别用"%(表示，以下各图亦同）随温度的变化关系如图2所示+其中，温度单位为&；线性双折射单位为（.）"01+由图2可知，%’的温度系数大于%(

的温度系数+图2传感头内单位长度线性双折射与温度关系345+2/67879:;4<=>64?@7;A77=;6794=7:8@487B84=57=07<B?

7807=;417;78:=C;67;71?78:;D874=>4C7;67>7=>4=56

7:C传感系统输出与温度关系

光学玻璃电流互感器的模型如图"所示+传感头中的光学过程可用琼斯矩阵表示为：

!<D;!"2#’"’##"##""""4=

（"-

）式中：!<D;是输出电矢量，")是表示第)条光路的传输矩阵（)!"，#，’，2），#*是表示第*个反射面上发生的反射效应的反射矩阵（*!"，#，’），!4=

为输入线偏光的电矢量+

系统光路与待测电流之间的空间关系如图(所示+设每条光路的长度为#+，传感头的中心坐标设为（$，$）+矩阵的下标号码表示相应的传输和反射过程+

传输矩阵")

的形式如下：!%,万方数据"))

)!（,!!+",

）)

)345+(/67879:;4<=>64?@7;A77=;67<?;40:9?

:;6>4=>4C7;67>7=>4=56

7:C:=C;670D887=;;<@717:>D87C其中：

!（)）（)

)!0<>$#&$>4=$#

）

0<>（%)

），,!>4=（)

#）>4=（%

)

）（)!"，#，’，2），$!#)

（#$）0<>（%)）!#)"$

)，>4=（%)）!#&)"$

)+（#"）式中：#)是第条光路中的线性双折射；&)是第)条光路引入的法拉第旋转角，可用下式算出：

C&)!-

. C/!#!’#&(

#C’$&C(%）!#!’#&(#

，（##）&)!’

C&)+

（#’

）式中：0是待测电流，-是E3%)光学玻璃的F78G

7;常数，与光波长有关，在波长为"*’"#

1下为［)

］：!)*$HI"$%H

8:C"J+

只考虑传感头中的线性双折射而不考虑反射相移，则反射矩阵#*

形式如下：#［$

*!

"$"

］（，*!"，#，’）+（#2

）当以"%分量和1%分量描述输出电矢量时，式（"-）可表示成：!"

<D;!

［!!］

+（#(

）1

因此输出电矢的"%分量和1%分量的光强分

别为

2!"!3" 3"，2

!

1!31 31+（#H）此处3!!

"和31分别是与3"

和31对应的复共轭函数+经信号处理后的输出电压为

4212<D;!2+（1&2#)

）"

#C-