本文提出將根據(jù)Faraday磁光效應(yīng)原理研制的光纖電流傳感器應(yīng)用于局放檢
測，以光信號為檢測量，為局部放電光學(xué)檢測方法奠定了基礎(chǔ)。分析了不同類型
光纖電流傳感器的特點(diǎn)，利用瓊斯矩陣法對光纖電流傳感器的偏振光系統(tǒng)進(jìn)行研
究，給出了不同狀態(tài)偏振光的歸一化瓊斯矢量，對本文涉及的光學(xué)器件推導(dǎo)了相
應(yīng)的Jones矩陣，最終建立了光纖電流傳感器的數(shù)學(xué)模型。

研制出有效帶寬為300 MHz的全光纖結(jié)構(gòu)光纖電流傳感器，設(shè)計(jì)了相關(guān)的
信號處理電路；采用雙螺線管結(jié)構(gòu)提高傳感器靈敏度，螺線管形狀的通電導(dǎo)體和
光路之間的相對位置關(guān)系發(fā)生變化不會影響檢測結(jié)果；分析了它的頻率響應(yīng)特
性、抗干擾特性和光路損耗特性，與傳統(tǒng)光纖電流傳感器相比，該檢測系統(tǒng)頻率
響應(yīng)范圍寬，靈敏度高。當(dāng)傳感器采用全光纖閉合結(jié)構(gòu)光路設(shè)計(jì)并滿足安培環(huán)路
定律時(shí)，其抗電磁干擾性能最優(yōu)。

介紹了線性雙折射特性和產(chǎn)生的各種原因；分析了線性雙折射對于系統(tǒng)的影
響，認(rèn)為線性雙折射是光纖電流傳感器檢測中影響系統(tǒng)測量誤差的主要因素，隨
著線性雙折射的增加，系統(tǒng)靈敏度下降，如果系統(tǒng)沒有線性雙折射，則其它誤差
源的影響將容易預(yù)測和處理，并探討了消除線性雙折射的可行措施。
建立了局部放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及尖板放電、板板放電、內(nèi)部放電、沿面放電和懸
浮放電五種典型局放模型，通過本文研制的光纖電流傳感器采集了各種局部放電
信號，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明在強(qiáng)干擾環(huán)境下與其他方法相比較，基于光纖電流傳感器的
局部放電檢測具有抗干擾能力強(qiáng)、絕緣特性好和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
恰當(dāng)?shù)靥崛√卣?a target='_blank' class='arckwlink_none'>參數(shù)是進(jìn)行局部放電進(jìn)行模式識別的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將光纖電流
傳感器采集到的局部放電時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為三維時(shí)頻譜圖，全面表征了局放信號的
時(shí)間分量、頻率分量和放電能量的分布，提取的特征參數(shù)同時(shí)反映了原始信號的
時(shí)頻特征，各分量之間互不干擾，所以更加準(zhǔn)確。

本文采用基于非線性理論的分形盒子維數(shù)和空缺率描述復(fù)雜的時(shí)頻表面，提
取出局部放電三維時(shí)頻譜圖的時(shí)頻特征參數(shù)，以描述時(shí)頻譜圖峰值處的陡度和下
降沿的變化趨勢，簡化了特征向量的維數(shù)。基于時(shí)頻分析方法的分形理論和BP
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效識別不同類型的局部放電，證明光纖電流傳感器可用于局部放電
檢測和故障診斷。