磁光效应电流传感器是基于磁致旋光效应(也叫做法拉第效应)来设计的。磁致旋光效应具体指当介质中有线性偏振光传播的时候,如果把一个强磁场施加到介质中,且磁场方向和光的传播方向平行,则该线性光会改变它的振动方向,使之和原来的方向呈一个角度,偏转角度由表达式v=VBL 确定,其中v 为偏转角度,B 为外加磁场的磁感应强度,L 为光在介质中穿过的长度,V 为费尔德常数,该常数和线性光的频率以及介质的特性参数有关。通过上述公式可以看出光的偏转角度的大小跟介质的特性参数和外加磁场的方向有关。
① 全光纤电流传感器
全光纤电流传感器即传感器探头采用光学元件,信号传输通道采用光纤。这种传感器相比其他传感器显著的优势是可以批量加工,结构不复杂,精度及寿命与可靠性较高,具有良好的绝缘性能、可以测量电流值范围大、灵敏度高等。
全光纤电流传感器是通过绕制光纤来增加灵敏度的,绕制的圈数越多灵敏度越高,但是绕制的圈数越多双折射越强,所以高灵敏度和低双折射是不能同时达到的,至少现在的技术是这样,所以现有的全光纤电流传感器的灵敏度都比理论值低很多。配电网中有很强的电磁和机械力干扰,全光纤型电流传感器振动经常发生,因此全光纤电流传感器在实际测量中会受到严重的干扰,而且零双折射的保偏光纤价格昂贵,且要做出稳定性很高的光纤在制造工艺上是很困难的。上面说的几点造成了全光纤电流传感器没有办法确保在实际测量时有稳定的性能和理想的精确度,而且就材料本身来说,该传感器对温度比较灵敏,微小的温度变化都会较大程度的影响该传感器的性能。
② 组合式光电电流传感器
这种传感器它用来测量电流的传感探头中没有光学元件,而是用诸如电流互感器等其他类型的电流传感器来获取电流信息。组合式光电电流传感器实际只起到电气隔离的作用,一般配合绝缘子用在高压输电系统中,由于它采用了光纤传输信号,因此也被称为光电电流互感器。