隨著“十三五”期間國家對建設(shè)智能電網(wǎng)的大力推廣,，以及一帶一路發(fā)展戰(zhàn)略地穩(wěn)步推進,推動了構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的進程以及低能耗冶金等行業(yè)的迅速發(fā)展,。這些行業(yè)的飛速發(fā)展，對特高壓,、大電流的準確測量提出了日益迫切的需求,。基于Faraday磁光效應的光纖電流互感器因具有測量準確度高,，頻帶寬,，動態(tài)范圍大，絕緣簡單,，安裝靈活等優(yōu)勢,，在大電流測量領(lǐng)域具有十分廣闊的應用前景。同時,，由于現(xiàn)場應用環(huán)境的復雜性,，除了需具有足夠高的測量準確度外，光纖電流互感器還應具備優(yōu)良的溫度性能和抗振能力,。對于電解冶金領(lǐng)域超大電流的測量,，電流互感器還應滿足柔性安裝,，測量精度對環(huán)路形狀、母線偏心,、雜散磁場干擾敏感度低等要求,。基于以上背景,，長飛光纖光纜股份有限公司（以下簡稱長飛公司）推出了光纖電流互感器用特種光纖——旋轉(zhuǎn)光纖,。作為光纖電流互感器的核心部件，旋轉(zhuǎn)光纖保證了光纖電流互感器的實際應用需求,。

旋轉(zhuǎn)光纖是一種特殊保偏光纖,，通過光纖的軸線旋轉(zhuǎn)引入圓雙折射，和光纖本身的高線性雙折射共同形成橢圓雙折射,。該類光纖在旋轉(zhuǎn)周期足夠小的情況下,，具備很好的圓偏振保持能力。同時,，由于光纖存在很高的內(nèi)應力,，因此保留了保偏光纖很好的抗外部干擾和內(nèi)部缺陷的能力，可以從本質(zhì)上提升光纖電流互感器的環(huán)境適應性,，保證互感器滿足實際應用需求，適用于全光纖電流互感器的應用,，是目前最具前景的研究方向,。

1、旋轉(zhuǎn)光纖保圓機理

光纖的基模有兩個偏振態(tài),，設(shè)它們的傳播常數(shù)（即波數(shù),，β=2π·neff/λ）分別為β1和β2，圓偏振保持要求β1≈β2,。雙折射光纖中兩個偏振態(tài)的傳播常數(shù)之差Δβ（即β1-β2）較大（即傳播速度相差較大）,，隨著傳播距離的增加，模式之間的延時差（對應相位差）線性增加,。

圖1旋轉(zhuǎn)光纖保圓機理示意圖

采用離散的概念,，旋轉(zhuǎn)光纖可以看作是一段長為四分之一旋轉(zhuǎn)周期的未處理的雙折射光纖切片連接另一段同樣的光纖，但主軸方向旋轉(zhuǎn)了π/2,。這樣,，這兩段光纖的模式延時可以完全抵消，如圖1所示,。

這樣的旋轉(zhuǎn)光纖,，局部是線偏振保持光纖，而整體是圓偏振保持光纖,。旋轉(zhuǎn)周期越短,，切片的長度就越短,，局部的最大相位差越小，就越接近理想的圓偏振光,。

2,、旋轉(zhuǎn)光纖制備

旋轉(zhuǎn)光纖的制備方法通常分兩種：一是保偏光纖后處理，一是保偏應力棒在線旋轉(zhuǎn)拉絲,。前一種方法雖然靈活,，但由于涉及光纖涂覆層的剝除和再涂覆，難以保證光纖的機械可靠性,。后一種方法類似普通保偏光纖的生產(chǎn),，通過預制棒直接拉絲、涂覆,。既保證了光纖強度,，也具備足夠段長的生產(chǎn)能力。

預制棒的超高速旋轉(zhuǎn)和光纖的超低速拉絲,，對預制棒,、旋轉(zhuǎn)拉絲塔及工藝控制而言，都極具挑戰(zhàn)性,。目前國內(nèi)市場上銷售的旋轉(zhuǎn)光纖主要被國外供應商壟斷,。國內(nèi)試點掛網(wǎng)的光纖型電流互感器產(chǎn)品絕大多數(shù)使用進口旋轉(zhuǎn)光纖。但進口旋轉(zhuǎn)光纖存在單價高,，光纖段長受限,，供貨批次和交期不受控等問題。

長飛公司,，作為專業(yè)的光纖光纜設(shè)計及制造廠商,，一直以來都密切關(guān)注和持續(xù)跟進電流互感器技術(shù)的發(fā)展，依托中國計量科學研究院牽頭的重大科學儀器專項《寬帶大電流測量儀開發(fā)與應用》,，在常規(guī)光纖成熟的技術(shù)平臺上經(jīng)過多年積累,，延續(xù)熊貓型保偏光纖生產(chǎn)工藝，依次攻克了a）高準直度（幾何,、重心）的應力預制棒,；b）高速旋轉(zhuǎn)拉絲塔的動態(tài)垂直精度和穩(wěn)定性；c）超低速拉絲的自動控制等工藝難題,，形成了一整套具備長飛特色的旋轉(zhuǎn)光纖制備,、測試平臺。在此基礎(chǔ)上推出的第一款高雙折射旋轉(zhuǎn)光纖SH1016-A具備5mm旋轉(zhuǎn)節(jié)距,，段長≥500m,，篩選張力可達100kpsi。相關(guān)產(chǎn)品得到行業(yè)權(quán)威應用單位的認可，性能達到國內(nèi)外領(lǐng)先水平,。而長飛光纖光纜制備技術(shù)國家重點實驗室與中國電力科學院武漢分院的交流與合作,，將為該特種光纖更好地服務(wù)于電力行業(yè)提供更加廣闊的研究平臺。