We present studies on the long-term reliability of interferometric fiber-optic current sensors (FOCS) for use in electric power transmission systems. Accelerated ageing tests are performed on crucial optical sensor components and a three-phase sensor system is subjected to an extended field trial. The sensor components under test include the sensor’s superluminescent light emitting diode light source, the integrated-optic phase modulator and various passive components such as fiber couplers, fiber polarizers, polarization-maintaining fiber connectors, and fiber coatings. The components are exposed to accelerated ageing conditions for extended periods of time, i.e., temperature cycling (between −25 °C and 65 °C for up to 15000 cycles), constant high temperature at dry conditions (up to 115 °C for up to 20000 h), and damp heat (85 % relative humidity at 85 °C for up to 7900 h). Crucial component parameters such as the source wavelength and polarization extinction ratios are repeatedly measured as a function of temperature at defined intervals during the ageing periods and examined for potential drift of component failures. The field trial is carried out for a three-phase FOCS system integrated into 420 kV double-chamber circuit breakers over a period of more than three years. The sensor signals are compared to the signals of conventional current transformers. In addition, the evolution of various operational parameters such as the light source power is continuously recorded. The results prove a high degree of reliability of modern FOCS systems.

中文翻译：

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光纤电流传感器的长期可靠性

我们对用于电力传输系统的干涉式光纤电流传感器 (FOCS) 的长期可靠性进行了研究。对关键的光学传感器组件进行加速老化测试，并对三相传感器系统进行扩展现场试验。被测传感器组件包括传感器的超辐射发光二极管光源、集成光学相位调制器和各种无源组件，如光纤耦合器、光纤偏振器、保偏光纤连接器和光纤涂层。组件长时间暴露在加速老化条件下，即温度循环（在 -25 °C 和 65 °C 之间，最多 15000 次循环），干燥条件下的恒定高温（最多 115 °C，最多可达 15000 个循环） 20000 小时), 和湿热（85 °C 下 85 % 的相对湿度，最长可达 7900 小时）。在老化期间，在定义的时间间隔内，根据温度的函数反复测量光源波长和偏振消光比等关键组件参数，并检查组件故障的潜在漂移。在三年多的时间里，对集成到 420 kV 双室断路器中的三相 FOCS 系统进行了现场试验。传感器信号与传统电流互感器的信号进行比较。此外，持续记录光源功率等各种操作参数的演变。结果证明了现代 FOCS 系统的高度可靠性。在老化期间，在定义的时间间隔内，根据温度的函数反复测量光源波长和偏振消光比等关键组件参数，并检查组件故障的潜在漂移。在三年多的时间里，对集成到 420 kV 双室断路器中的三相 FOCS 系统进行了现场试验。传感器信号与传统电流互感器的信号进行比较。此外，持续记录光源功率等各种操作参数的演变。结果证明了现代 FOCS 系统的高度可靠性。在老化期间，在定义的时间间隔内，根据温度的函数反复测量光源波长和偏振消光比等关键组件参数，并检查组件故障的潜在漂移。在三年多的时间里，对集成到 420 kV 双室断路器中的三相 FOCS 系统进行了现场试验。传感器信号与传统电流互感器的信号进行比较。此外，持续记录光源功率等各种操作参数的演变。结果证明了现代 FOCS 系统的高度可靠性。在三年多的时间里，对集成到 420 kV 双室断路器中的三相 FOCS 系统进行了现场试验。传感器信号与传统电流互感器的信号进行比较。此外，持续记录光源功率等各种操作参数的演变。结果证明了现代 FOCS 系统的高度可靠性。在三年多的时间里，对集成到 420 kV 双室断路器中的三相 FOCS 系统进行了现场试验。传感器信号与传统电流互感器的信号进行比较。此外，持续记录光源功率等各种操作参数的演变。结果证明了现代 FOCS 系统的高度可靠性。