毛辰飞　张学典　常敏等

摘要： 介绍了一种用COMSOL软件模拟大电流磁场的方法，并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据，本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律，通过COMSOL软件，建立了大电流直导线模型，利用所建立的模型，分别用理论和实验模拟了大电流周围磁场分布。由光纤传感器中不同套筒材质导线周围的磁场分布情况对比表明：磁场对材料镍制作的套筒的置入不敏感。

关键词： COMSOL软件； 大电流； 磁场分布； 光纤传感器

中图分类号： TH 741.4文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.011

引言

在电网运行过程中，电流测量起着极为重要的作用，它不仅为电力系统提供用于计量的参数，而且为控制和继电保护提供了所必需的信息。现有技术中，对于电流的测量基本上采用以电磁感应原理为基础的电磁式电流互感器，而随着国家电网电压的不断增加，出现了许多不足，例如开路易产生高压，有爆炸的潜在危险。与其相比，光学电流互感器不仅克服了电磁式电流互感器的种种缺点，而且表现出很多的优点，例如体积小，受电磁干扰小等等。所以，光电互感器取代传统的电磁式电流互感器已成为必然。

光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新兴电力计量装置，它通过测量光波在通过磁光材料时其偏振面由于电流产生的磁场的作用而发生旋转的角度来正确反映最初的电流信息。Chu等设计的采用三角形光学玻璃传感头的光学电流传感器[1]可实现3 000 A直流电流的测量，其灵敏度达2.23×10-5 rad/A。……