IEC 61757-4-3:2020

Fibre optic sensors - Part 4-3: Electric current measurement - Polarimetric method

IEC 61757-4-3: 2020 defines terminology, structure, and a characteristic test method of an optical current sensor using the polarimetric method. It addresses the current sensing element only and not the additional devices that are unique to each application. Generic specifications for fibre optic sensors are defined in IEC 61757. As the specifications of optical polarimetric fibre current sensors required by each user vary depending on the application, this document does not define the required performance values. The required performance values are defined when designing a sensor according to the specific application.
The contents of the corrigendum of June 2022 have been included in this copy.

Capteurs fibroniques - Partie 4-3: Mesure du courant électrique - Méthode polarimétrique

IEC 61757-4-3:2020 définit la terminologie, la structure et une méthode d’essai de mesure de caractéristiques d’un capteur de courant optique utilisant la méthode polarimétrique. Elle traite uniquement de l’élément de détection de courant, et non des dispositifs supplémentaires qui sont propres à chaque application. Les spécifications génériques applicables aux capteurs fibroniques sont définies dans l’IEC 61757. Comme les spécifications des capteurs de courant à fibres optiques polarimétriques exigées par chaque utilisateur varient en fonction de l’application, le présent document ne définit pas les valeurs de performance exigées. Les valeurs de performance exigées sont définies lors de la conception d’un capteur en fonction de l’application spécifique.
Le contenu du corrigendum de juin 2022 a été pris en considération dans cet exemplaire.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 29-Jul-2020
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 33.180.99 - Other fibre optic equipment
• Technical Committee: SC 86C - Fibre optic systems and active devices
• Drafting Committee: WG 2 - TC 86/SC 86C/WG 2
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 02-Sep-2020
• Completion Date: 30-Jul-2020

Relations

• Corrected By: IEC 61757-4-3:2020/COR1:2022 - Corrigendum 1 - Fibre optic sensors - Part 4-3: Electric current measurement - Polarimetric method
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61757-4-3 ®
Edition 1.0 2020-07
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Fibre optic sensors –
Part 4-3: Electric current measurement – Polarimetric method

Capteurs fibroniques –
Partie 4-3: Mesure du courant électrique – Méthode polarimétrique

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IEC 61757-4-3 ®
Edition 1.0 2020-07
INTERNATIONAL
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INTERNATIONALE
Fibre optic sensors –
Part 4-3: Electric current measurement – Polarimetric method

Capteurs fibroniques –
Partie 4-3: Mesure du courant électrique – Méthode polarimétrique

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 33.180.99 ISBN 978-2-8322-8729-3

– 2 – IEC 61757-4-3:2020 © IEC 2020
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 8
4 Components of optical current sensor using polarimetric method . 10
4.1 General descriptions . 10
4.2 Classification of Faraday elements . 11
5 Characteristic test . 12
5.1 General information . 12
5.2 Output power of light source . 12
5.3 Input power of light detector . 13
5.4 I/O characteristics . 13
5.4.1 General . 13
5.4.2 Test method . 14
5.4.3 Test procedure . 16
5.4.4 Evaluation . 18
5.5 Warm-up time . 19
5.5.1 General . 19
5.5.2 Test method . 19
5.5.3 Evaluation . 19
5.6 Current conditions for obtaining each parameter . 19
5.7 Input parameter dependency . 20
5.7.1 Frequency characteristic . 20
5.7.2 Transient characteristic . 20
5.8 External environment dependency . 22
5.8.1 Steady state temperature characteristic test . 22
5.8.2 Transient temperature characteristic test . 25
5.8.3 External magnetic field test . 27
5.8.4 Conductor position test . 28
5.8.5 Vibration test . 29
Annex A (informative) Principle of optical current sensor . 30
A.1 Outline . 30
A.2 Faraday effect . 30
A.3 Types of Faraday element . 31
A.4 Conversion of the Faraday effect into an electric signal . 31
A.4.1 Detection of the Faraday effect of nonmagnetic material . 31
A.4.2 Detection of the Faraday effect of ferromagnetic material . 31
A.5 Current detection method . 32
A.5.1 General . 32
A.5.2 Examples of current detection method . 32
Annex B (informative)  Features of optical current sensor technology . 35
Annex C (informative)  Design considerations . 36
C.1 General information . 36
C.2 Performance restricting factors . 36
C.3 Procedure for determining the specifications of the equipment . 37

Annex D (informative)  Optical current sensor output in the application of other phase
magnetic fields. 39
D.1 Ampere's circulation integral law . 39
D.2 Influence of other phase magnetic fields . 39
Annex E (informative) Measurement parameter performance table . 41
E.1 General . 41
E.2 Output power of light source . 41
E.3 Input power of light detector . 41
E.4 I/O characteristics . 41
E.5 Frequency characteristics . 42
E.6 Transient characteristics . 43
E.7 Steady state temperature characteristics . 43
E.8 Transient temperature characteristics . 44
E.9 External magnetic field. 45
E.10 Conductor positions . 46
E.11 Vibration . 47
Bibliography . 48

Figure 1 – Measurement system using optical current sensor . 10
Figure 2 – Construction of optical current sensor . 11
Figure 3 – Classification of Faraday elements . 12
Figure 4 – Example of an optical power monitor . 13
Figure 5 – Example of the amplifying circuit of a light detector . 13
Figure 6 – I/O characteristics of an optical current sensor . 14
Figure 7 – Measurement system of waveform comparison method . 15
Figure 8 – Measurement system of AC bridge method . 16
Figure 9 – Transient characteristics of AC dedicated system . 21
Figure 10 – Transient characteristics of DC/AC system . 22
Figure 11 – Configuration example of steady s
...