● 摘要
光纤电流互感器(FOCT)具有测量精度高、动态范围大、绝缘性能好等优点，当前已成为智能变电站建设的关键设备。但目前国内光纤电流互感器还未能大面积挂网使用的主要原因之一是其温度稳定性较差。传感光纤中传输光光谱平均波长的波动会导致传感光纤Verdet常数产生变化进而影响系统输出变比稳定。论文以提升光纤电流互感器温度环境适应性为目标，着眼于温度场作用下传输光谱平均波长波动对互感器测量准确度的影响，通过理论分析、数学建模、仿真研究和实验验证，对影响机理、抑制方法、器件选择等进行了分析和讨论。
首先通过经验公式推导出Verdet常数与平均波长平方成反比，并通过进一步分析得出系统相对变比误差与平均波长相对变化量成正比。利用SLD光源输出光谱平均波长随驱动电流变化的原理，设计实验验证了平均波长变化造成系统变比误差模型的正确性。
其次对组成光纤电流互感器的各光学器件对传输光波光谱的影响机理进行了分析，并分析了温度条件下影响光谱稳定的主要因素。实验测量了温度条件下各光学器件通过光波光谱平均波长波动范围及趋势；根据理论分析得到的影响光谱稳定的主要因素提出相应的优化方案，如器件的选择、尾纤长短的选用、绕环方式等，实验验证了优化方案的可行性和降低平均波长的波动程度。
再次提出了起偏器与保偏延迟光纤温度条件下对平均波长影响的自补偿方案。通过一定的参数配合，使二者对平均波长的影响互相补偿，通过模拟仿真和实验研究验证了自补偿的可行性。利用本文提出的优化方案将研究所用光学器件组成光纤电流互感器整体光路，实验测试结果显示其全温下平均波长波动在0.5nm以内，展现了较好的平均波长波动抑制能力。利用本文的优化方案对某一光纤电流互感器样机光路进行改进，平均波长波动范围由2nm降为0.9nm，显示了研究结果的实用性，对于提高光纤电流互感器温度环境适应性有着重要意义。
最后对1/4波片的相位延迟温度特性进行了拓展研究，结果显示其相位延迟温度特性不影响光谱平均波长稳定。但是为了能在与Verdet常数温度误差自补偿中达到更高的补偿精度，设计了精确测量1/4波片相位延迟温度特性的方案。