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光学互感器基于光学传感技术,具有安全环保、绝缘强度高、抗干扰能力强、响应速度快、使用频带宽、信号数字化等诸多优点,符合智能电网的发展方向,有很好的应用前景。但现有的光学互感器大多基于光强度检测模式,不能实现电流和电压的直接、线性测量,且具有测量范围小、测量结果光功率相关、温漂和线性双折射等问题,降低了光学互感器长时间运行的稳定性,严重制约了光学互感器的实用化。针对现有检测模式的缺陷,本文提出了一种新的偏振检测方案。该方案利用径向偏振光栅将偏振光偏振面的旋转转变为环形光斑的同步旋转,通过对光斑定位实现了对电流和电压信号的直接、线性测量,大大提高了测量范围,测量结果不受光功率波动的影响,并基本解决了线双折射的影响问题。本文基于严格耦合波理论和琼斯矩阵建立了径向偏振光栅的数学模型,分析了其偏振检测原理,对其结构参数进行了优化设计,并通过实验验证了光栅的光学特性。基于此方案,构建了径向检偏式光学电流互感器(OCT)和径向检偏式光学电压互感器(OVT)。径向检偏式OCT中提出了直通光路集磁式传感头设计。用两块带有通光孔的导磁板引出气隙磁场,磁光薄膜置于两块导磁板中间,无需反射棱镜,从而消除了反射相移、磁场分布更加合理均匀。采用图像转换器将环形光斑转变为条形光斑,通过计算条纹位移量得到电流值。搭建了 300A/110kV原理样机,并进行了系统实验,结果表明法拉第旋转角测量范围可达±45°、满足0.5准确级要求,且基本消除了线性双折射的影响。径向检偏式OVT中通过计算环形光斑暗纹中心的旋转角得到电压值。提出晶体劈干涉条纹法对电光晶体的固有线性双折射和温度特性进行了定量研究;提出仿真分析法对λ/4波片的实际相位延迟角进行了测量。确立了 110kV原理样机模型;对BGO和LN两种晶体进行了径向偏振检测实验验证,结果表明电光相位延迟角测量范围可达360°、满足0.5准确级要求,且不受半波电压限制,显著降低了线性双折射的影响。最后提出了一种基于四象限探测器实现的图像检测方法,光斑旋转角的可测范围为±40°,能将径向检偏式OCT的准确度等级提升至0.2S级,径向检偏式OVT提升至0.2级,使径向检偏式光学互感器满足了工程应用的要求。