引用本文：
陈礼昕，彭光强，何竞松，等. 全光纤电流互感器系统光纤器件的双折射误差分析[J]. 光通信技术，2022，46（3）：33-37.
陈礼昕1，彭光强1，何竞松1，王越杨1，陈 辉2，王 瑾2
（1. 超高压输电公司 检修试验中心，广州 510000；2. 南京邮电大学 通信与信息工程学院，南京210000）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：为给反射式全光纤电流互感器（光CT）出现测量偏差问题提供理论依据，研究反射式光CT系统的主要光学器件对系统响应的影响机理，分析光CT各主要光学器件非理想性对电流测量准确性的影响。首先，采用琼斯矩阵描述了该系统各主要器件和数学模型，并给出系统输出光的表达式和解调检测后系统的注入电流测量值；然后，基于系统数学模型，分别分析了传感光纤的线性双折射、圆双折射的偏差和保偏光纤的线性双折射对光CT的注入电流测量值的影响。研究结果表明：传感光纤的线性双折射偏差对光CT注入电流测量准确度的影响最为突出；传感光纤的圆双折射的存在可以有效地抑制传感光纤线性双折射对光CT注入电流测量准确度的影响。
关键词：全光纤电流传感器；法拉第效应；琼斯矩阵；双折射
中图分类号：TM452 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2022）03-0033-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.03.007
0 引言
由于高压直流输电具有远距离、大容量和低损耗等优点，因此通过输电线路实现过电压测量及保护一直是高压直流输电维护工作中重点关注的问题之一。随着电压等级及保护需求的不断升高，传统电磁式电流互感器表现出体积大、重量重，且绝缘性能及动态检测范围难以满足现今需求等问题。全光纤电流互感器（AFOCT，下文简称“光CT”）具有测量范围大、精度高、互易性优良和抗干扰性能好等优势，在高压直流输电维护中具有广泛的应用前景[1-5]。但是，光CT要求光在传播过程中保持稳定的偏振态，而光学器件的不完备性会引起偏振光之间的串扰，影响系统测量的准确度。文献[6]的研究结果表明：起偏器的消光比、对轴角度误差、14波片的相位误差和传感光纤的双折射等问题都会对传输光信号中的偏振特性产生不同程度的影响，引起系统测量误差。
本文首先深入研究光CT系统的工作原理，采用琼斯矩阵描述该系统的各主要器件和数学模型；然后，基于系统数学模型分别分析保偏光纤的线性双折射、传感光纤的线性双折射和圆双折射的偏差对光CT系统的注入电流测量值的影响，并研究其影响系统响应的机制。
3 结束语
本文基于琼斯矩阵建立了反射式光CT的系统数学模型，通过研究光CT系统内光的偏振态变化，分析了保偏光纤的线性双折射、传感光纤的线性双折射和圆双折射的偏差对系统输出响应的影响，并研究了其影响系统响应的机制。分析可得：传感光纤的线性双折射偏差对光CT系统注入电流测量准确度的影响最为突出；传感光纤的圆双折射的存在可以有效地抑制传感光纤线性双折射对光CT系统注入电流测量准确度的影响。