基于鎖相放大器的光纖電流互感器研究

從圖3可得到，如果去除誤差最大值，無(wú)論是單端輸入或差分輸入，其相位差基本保持在一條直線上。即在誤差允許的范圍內(nèi)，在同一種輸人情況下，SR530鎖相放大器輸入信號(hào)與參考信號(hào)間的相位差并未隨著電流的增大而變化，這說(shuō)明輸入信號(hào)與參考信號(hào)的相位差基本保持不變，可保證測(cè)量的順利進(jìn)行。
根據(jù)式(10)可知，經(jīng)過(guò)電路處理后的輸出幅值與被測(cè)電流成比例關(guān)系，因此可將表1和表2作數(shù)據(jù)處理得圖4、圖5所示。

由圖4可知，在0～800 A電流作用下，輸出幅值與電流基本成線性關(guān)系。根據(jù)k的定義可得，其比例系數(shù)為k≈12．46。
由圖5可知，在0～800 A電流作用下，輸出幅值與電流基本成線性關(guān)系。同理，其比例系數(shù)為k≈5．2。
通過(guò)分析表1和表2以及圖3～圖5可得到如下結(jié)論：
(1)在同一種輸入狀況下，鎖相放大器輸入信號(hào)與參考信號(hào)間的相位差并未隨著電流的增大而變化，這說(shuō)明輸入信號(hào)與參考信號(hào)的相位差基本保持不變，可保證測(cè)量的順利進(jìn)行。
(2)SR530鎖相放大器測(cè)得的幅值均為mV量級(jí)。
(3)SR530鎖相放大器單端輸入所測(cè)得的幅值均小于相同電流作用下差分輸入所測(cè)得的幅值，且差分輸入的比例系數(shù)k比單端輸入的比例系數(shù)小。相比之下，在電流為0～800 A作用時(shí)，使用差分輸入測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)比單端輸入線性度好。
(4)通過(guò)確認(rèn)比例系數(shù)k以及輸出測(cè)量值，反之可計(jì)算出被測(cè)電流值，即保證工作在線性區(qū)，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步確認(rèn)比例系數(shù)k與測(cè)量值的關(guān)系，該設(shè)備可用于測(cè)量電流。
(5)由于模擬高壓線與傳輸導(dǎo)線之間的接入電阻較大，隨著電流的增大，發(fā)熱量也增大，若電流的輸入值超過(guò)800 A，則嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果。同時(shí)測(cè)量電流的傳感器感應(yīng)到的電流也將受到影響。
由于雙折射、溫度、振動(dòng)等因素的影響，測(cè)試結(jié)果仍然存在一定的誤差甚至錯(cuò)誤。從圖2鎖相放大器測(cè)試系統(tǒng)可知，傳感光纖繞制在模擬高壓輸電線上，隨著電流的增大，變壓器的抖動(dòng)也越大，進(jìn)而使繞制在模擬高壓輸電線上的傳感光纖也不停的振動(dòng)，既影響了光信號(hào)的傳輸模式的變化，又影響了傳輸光信號(hào)功率的穩(wěn)定性。且由于模擬高壓線與導(dǎo)線間的接入電阻較大，隨著電流的增大，模擬高壓線也越來(lái)越熱，溫度不斷升高，使傳感光纖的溫度也逐漸升高。光纖的抖動(dòng)以及溫度的升高不僅會(huì)使光纖對(duì)稱兩側(cè)受壓、改變端面橢圓度還將影響到光纖的雙折射效應(yīng)和Verdet常數(shù)，以上因素的存在直接影響到光纖電流互感器的測(cè)量靈敏度和精度，是亟待解決的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)
從SR530鎖相放大器的測(cè)試中可看出，單端輸入時(shí)，由于受到外界因素的影響，其輸出結(jié)果較小。而差分輸入可抑制振動(dòng)、雙折射等外界因素的影響，其輸出結(jié)果比單端輸入的結(jié)果大。當(dāng)然測(cè)試結(jié)果仍不完善，僅能作定性分析，至于精度及準(zhǔn)確度仍需進(jìn)一步研究。