11/23/2020，光纖在線訊，距離深圳坪山光纖傳感大會(huì)已經(jīng)告一段落了，現(xiàn)在武漢光博會(huì)也圓滿落幕了，在這次展會(huì)中也偶遇很多做光纖傳感的老師們，之前也有幸采訪了國(guó)家電網(wǎng)的陳碩老師。陳老師2004年畢業(yè)于清華大學(xué)電子工程系光電子技術(shù)專業(yè)，是國(guó)內(nèi)最早開展光纖電流互感器的研究者之一。2007年進(jìn)入國(guó)家電網(wǎng)公司工作至今，負(fù)責(zé)光纖電流互感器產(chǎn)品的研發(fā)，主持研制的光纖電流互感器產(chǎn)品覆蓋35KV、110KV、220KV、500KV等多個(gè)電壓等級(jí)，成功應(yīng)用于智能變電站工程、UPFC工程、柔性變電站工程等，制定《光纖電流互感器技術(shù)規(guī)范》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。



他是光纖電流互感器領(lǐng)域的專家，在國(guó)內(nèi)率先開展光纖電流互感器研究。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的輸送和檢測(cè)提出了更高要求，傳統(tǒng)的高壓大電流的測(cè)量手段面臨挑戰(zhàn)，與此同時(shí)，光纖技術(shù)和材料科學(xué)也不斷變革，光學(xué)電流互感器（OCT）應(yīng)運(yùn)而生。

首先，陳老師給我簡(jiǎn)單科普了光CT的原理。光學(xué)的原理是基于法拉第磁旋光效應(yīng)，如果簡(jiǎn)單來說就是偏振態(tài)在磁場(chǎng)中有一個(gè)旋轉(zhuǎn)，但是從本質(zhì)上來說是左圓光和右圓光由磁場(chǎng)造成的光速差，然后我們?cè)倮�用干涉儀把電流周圍磁場(chǎng)造成的這個(gè)光速差測(cè)出來，從而推算出電流大小，這就是其基本原理。

陳碩老師他們的方案是用寬譜光源，解調(diào)方面充分運(yùn)用已經(jīng)十分成熟的光纖陀螺技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)測(cè)相位差或光速差，而不是測(cè)光強(qiáng)。同時(shí)利用閉環(huán)跟蹤的檢測(cè)原理降低了誤差或非線性，完全克服了以前電磁式互感器由于磁飽和帶來的非線性問題。所以，從它的測(cè)量準(zhǔn)確性來說，OCT在電力系統(tǒng)應(yīng)用里尤其是超、特高壓情況下，毫無疑問是非常好的解決方案，也是它最大的特色優(yōu)勢(shì)。除了測(cè)量精準(zhǔn)外，OCT還具有易安裝，容易小型化、抗電磁干擾能力強(qiáng)和絕緣性能好、可輸出數(shù)字信號(hào)、沒有潛在的爆炸危險(xiǎn)等一系列優(yōu)越性。

至于應(yīng)用方面，陳碩老師說當(dāng)初大量推廣主要是在智能變電站上的應(yīng)用，實(shí)際上就是為了數(shù)字化。所以國(guó)家電網(wǎng)在智能變電站或數(shù)字變電站投入了大量精力，但最后從效果看出現(xiàn)的問題比較多，所以目前不再推廣。究其原因，陳碩老師認(rèn)為是其步子走得太快，因?yàn)椴捎萌�新的OCT測(cè)量系統(tǒng)，涉及的新技術(shù)很多，專用的器件沒有，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)沒有，設(shè)計(jì)的可靠性也沒有保證，難免會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題。但是它的優(yōu)勢(shì)也是毋庸置疑的，是被整個(gè)電力系統(tǒng)認(rèn)可的。在直流領(lǐng)域，尤其是在特高壓的大直流和柔性直流的工程里光CT幾乎是首選方案，性價(jià)比最高�？傮w來說，雖然存在問題，但它有自身的應(yīng)用領(lǐng)域。

另外，陳碩老師在深圳光纖傳感大會(huì)上作了《500KV變電站加裝光CT消除保護(hù)死區(qū)》主題演講，這次的亮點(diǎn)不是應(yīng)用在直流領(lǐng)域，而是分享在500KV變電站有一些保護(hù)死區(qū)，如何通過加裝OCT消除保護(hù)死區(qū)的示范案例，從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

問及OCT技術(shù)目前的發(fā)展進(jìn)程和路徑難點(diǎn)，陳老師介紹其直流領(lǐng)域還在用，他認(rèn)為最重要的難點(diǎn)是可靠性和準(zhǔn)確性。最需要保障的是光CT的可靠性，因?yàn)槭紫裙釩T是電力系統(tǒng)里的核心裝備，是電力系統(tǒng)安全的第一道屏障，一旦發(fā)生設(shè)備或運(yùn)行故障，就需要保護(hù)裝置及時(shí)切斷故障，把故障隔離開，如果故障沒有隔離，事故擴(kuò)大，最嚴(yán)重的就會(huì)引起整個(gè)電網(wǎng)停電；其次，電力設(shè)備需要每天24小時(shí)不斷電連續(xù)運(yùn)行；另外，電力系統(tǒng)變電站電磁環(huán)境復(fù)雜程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般環(huán)境，一旦發(fā)生故障，電磁干擾非常強(qiáng)，會(huì)從某些途徑耦合到產(chǎn)品中，可能對(duì)某些器件或電路產(chǎn)生顯性或隱性影響。光CT還面臨著實(shí)際測(cè)量準(zhǔn)確性需要提高的難點(diǎn)，雖然前面提到其線性度很好，大部分情況下我們的產(chǎn)品準(zhǔn)確度已經(jīng)足夠，但是要想完全替代傳統(tǒng)的電磁CT還達(dá)不到，這需要一個(gè)長(zhǎng)期的過程。所以這些都是它的特殊問題，也是其難點(diǎn)。那么要想把光CT做好，未來光CT該怎么發(fā)展，我們第一要解決的就是安全可靠的問題，而這需要綜合治理，需要從光學(xué)器件、電子器件、控制算法、光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各種保護(hù)措施全方位綜合治理，才可能達(dá)到電力系統(tǒng)中理想的狀態(tài)。

當(dāng)提及部分學(xué)者和公司都在做光CT以及問及國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況，有沒有成熟的產(chǎn)品時(shí)，陳老師非常冷靜且客觀的答道光CT絕對(duì)是中國(guó)做的最好！他給出三點(diǎn)理由。

其一，從使用層面看，中國(guó)的電力系統(tǒng)是世界上最先進(jìn)的，微機(jī)保護(hù)已經(jīng)很成熟了，而國(guó)外電力系統(tǒng)還在沿用60年代的繼電器保護(hù)系統(tǒng)。其二，因?yàn)橹袊?guó)地域很廣闊，東西部的能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)消費(fèi)結(jié)構(gòu)決定了其西電東送格局。其三，中國(guó)是一個(gè)統(tǒng)一的政府，統(tǒng)一市場(chǎng)，比美國(guó)好幾家電力公司強(qiáng)多了。所以，中國(guó)的地域優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、政治優(yōu)勢(shì)最后促成中國(guó)的電力系統(tǒng)是世界上最先進(jìn)的，最先進(jìn)的技術(shù)一定是在中國(guó)產(chǎn)生的。在直流領(lǐng)域，國(guó)外也有不同的方案我們稱之為實(shí)驗(yàn)室方案，他們采用壓電陶瓷只能做開環(huán)檢測(cè)，做不了閉環(huán)檢測(cè)，其產(chǎn)品也從未通過武高所檢測(cè)，所以無論從技術(shù)指標(biāo)、性能指標(biāo)都比不上中國(guó)的光CT。陳老師沒有對(duì)國(guó)內(nèi)個(gè)別公司的產(chǎn)品發(fā)表評(píng)論，但他說總體來看目前還沒有哪個(gè)產(chǎn)品能夠完全被市場(chǎng)認(rèn)可。其實(shí)不只是光CT，包括光纖傳感器在各種領(lǐng)域應(yīng)用也有很多案例，但是真正有哪個(gè)產(chǎn)品起到作用還很少，完全被市場(chǎng)認(rèn)可的微乎其微，我們只能說任重道遠(yuǎn)。

很多人都說未來三到五年，光纖傳感行業(yè)會(huì)大火。但是，陳老師卻有自己不一樣的看法。“最近光傳感風(fēng)頭很火，國(guó)家電網(wǎng)也投入很多，俗話說站在風(fēng)口上豬也會(huì)飛，但我個(gè)人認(rèn)為不是很樂觀。無論從目前科研機(jī)制還是用戶使用機(jī)制來看，經(jīng)過幾輪的風(fēng)波，我們還有很長(zhǎng)的路要走。我們更多的是需要去沉淀，有一個(gè)穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)和機(jī)制，踏踏實(shí)實(shí)做事情，認(rèn)認(rèn)真真做研究。”陳老師誠(chéng)懇地說道。

就像他說的，我們總說成果轉(zhuǎn)化最后是一公里，但是我們把產(chǎn)品從原理、做完樣品、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)到掛網(wǎng)運(yùn)行只是剛走完一公里，還剩99公里沒走，后面的路才是極其艱難的。的確，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，任重而道遠(yuǎn)，吾輩需砥礪前行，上下求索。