[实用新型]一种光学电流传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量电力系统高压大电流的光学传感器，属测量技术领域。

背景技术

光学电流传感器(OCT)是高压大电流测量的理想器件。从20世纪60年代起，人们就开始研究光学电流传感器。电力工业用光学电流传感器一般采用Faraday磁光效应原理。经过30多年的研究，取得了很大进展，国内外相继有多种样机挂网试运行的报道。但是到目前为止，光学电流传感器长期运行的稳态测量精度却仍不能达到电力系统的计量要求，其主要原因是传感器的性能易受外界环境因素(如：温度)变化的影响。

中国专利号CN 1523618给出了一种光电电流互感器的技术方案，它采用引入永磁体和参考光路的方法，补偿温度对测量光路中敏感元件的影响。该方法理论上可以消除温度的影响，但实用中的不足之处是测量准确度依赖于永磁体长期运行的稳定性，对永磁体及参考光路需要严格的电磁屏蔽，对参考通道和测量通道的一致性要求很高。该光电电流互感器经过长期运行后，其两个通道以及每个通道的两个光路的光学器件参数会发生不一致变化，这将对测量准确度产生不容忽视的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种具有长期运行稳定性和高测量准确度的光学电流传感器。

本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：

一种光学电流传感器，由电流传感单元和光电处理单元组成，所述电流传感单元包括两个电流传感头，第一电流传感头由沿光路方向依次分布的第一输入准直器、第一起偏器、第一磁光元件、第一检偏器、第一平行分量输出准直器和第一垂直分量输出准直器组成；第二电流传感头由沿光路方向依次分布的第二输入准直器、第二起偏器、第二磁光元件、第二检偏器、第二平行分量输出准直器和第二垂直分量输出准直器组成；每个电流传感头的输入准直器接光源，输出准直器经光纤、光缆接光电处理单元的输入端；所述两个电流传感头的磁光元件对称分布在通流导体的两侧，它们的通光方向相互平行并与通流导体相垂直，二者材料不同，且费尔德常数的比值与温度之间具有单调的函数关系。

上述光学电流传感器，所述电流传感头的磁光元件为薄片状，其通光长度小于1mm。

上述光学电流传感器，所述电流传感头的磁光元件的费尔德常数大于10^-3rad/A。

本实用新型采用对称分布于通流导体两侧的双电流传感头对高压电流进行测量，通过对传感变比和温度因子之间的关系进行精确标定，可实时补偿温度对费尔德常数的影响；电流传感头的磁光元件采用薄片式结构，有效降低了材料中的线性双折射对测量结果的影响；采用高费尔德常数的磁光元件，可提高测量的灵敏度。本实用新型不需要引入外部标准参考源就可补偿温度对费尔德常数的影响，不仅具有长期运行稳定性和高测量准确度，而且体积小、易于加工、适合批量生产。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为电流传感头的结构图；

图3为低压侧光电处理单元的原理结构图；

图4为本实施例中光学电流传感器的线性度标定过程图；

图5为本实施例中光学电流传感器的温度补偿曲线标定过程图；

图6为本实施例中光学电流传感器的实时测量温度补偿过程图。

图中各标号为：1、通流导体，2、电流传感单元，3、第一电流传感头，4、第二电流传感头，5、光纤束，6、绝缘子，7、底座，8、光纤连接器，9、光缆，10、光电处理单元，11、第一输入准直器，12、第一起偏器，13、第一磁光元件，14、第一检偏器，15、第一平行分量输出准直器，16、第一垂直分量输出准直器，17、第二输入准直器，18、第二起偏器，19、第二磁光元件，20、第二检偏器，21、第二平行分量输出准直器，22、第二垂直分量输出准直器。