[实用新型]一种全光纤电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤型电流互感器，具体地说是一种全光纤电流互感器。 

背景技术

电流测量是电力系统正常运行的基本要求之一。目前，电力系统普遍采用的电流测量装置是传统的电磁式电流互感器。随着电力系统电流等级的提高，传统的电磁式电流互感器的缺陷例如易受电磁干扰、绝缘结构复杂、造价高、存在磁饱和及铁磁谐振现象等将日益突出。而光纤电流测量装置具有抗电磁干扰、绝缘能力强、体积小、造价低等优点，具有传统的电磁式电流互感器无可比拟的优点。近几十年来国内外对光纤电流测量装置展开了广泛的开发研究。但这类光纤电流测量装置一般都是基于电光效应偏振调制原理的，有比较严重的温度效应，系统的温度稳定性差。 

全光纤电流互感器是一种功能型、相位调制的电流传感器。相对于传统基于电磁感应原理的，它基于磁光法拉第效应原理，采用光纤作为传感介质，不存在铁磁共振和磁至饱和的隐患，同时具有频带宽、动态范围大、检测精度高、体积小、重量轻、环境适应性能好，以及制造和维护成本低等一系列优点。 

发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种全光纤电流互感器。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种全光纤电流互感器，由光源、光接收模块、模数转换器、数字解调器、微处理器、调制驱动器、Y分支集成光学相位调制器、光纤耦合器、保偏延迟光纤、保偏光纤耦合器、λ/4延迟器、传感 光纤和反射镜组成。其结构特征如下：光源与光纤耦合器的第一输入端相连，光接收模块和光纤耦合器的第二输入端相连，光接收模块，数字转换器、数字解调器、微处理器依次相连，光纤耦合器和Y分支集成光学相位调制器相连，数字解调器通过调制驱动器和Y分支集成光学相位调制器相连；Y分支集成光学相位调制器的两个输入端分别通过保偏延迟光纤和保偏光纤与保偏耦合器的两个输入端相连，保偏耦合器的其中一个输出端和λ/4延迟器通过保偏光纤相连，从在λ/4延迟器处接出的传感光纤缠绕在被测电流导线上，传感光纤的末端安装一个反射镜。 

Y分支集成光学相位调制器是由一个起偏器，一个分支器和一个光相位调制器组成的，起偏器将光信号等分为两个正交的线偏振光信号，并分别沿光纤的x轴和Y轴传输。所述分支器的光功率是均分的，即它的光功率分光比是1∶I。所述光相位调制器利用光纤的双折射特性对两个正交的线偏振光进行同步调制，调制信号来自调制驱动器。输入光输入Y分支集成光学相位调制器后，Y分支集成光学相位调制器内部的起偏器将输入光信号转化为x和y两个模式的线偏振光，Y分支器将线偏振光等分为两路输出，两路输出光进入相位调制器，其Y分支波导一个用于偏置信号调制，另一个用于反馈信号相位调制，以提供反馈相移形成闭环监测。 

本使用新型的工作过程为：光源的光经过光纤耦合器进入Y分支集成光学相位调制器，Y分支集成光学相位调制器将输入光信号进行相位调制后等分为x和y两个模式的线偏振光同时由两路输出端输出；该光相位调制信号根据来自数字解调器的调制信号对两路正交化的线偏振光进行同步调制，然后Y分支集成光学相位调制器的第一输出端经过保偏延迟光纤输入保偏光纤耦合器的第一输入 端，Y分支集成光学相位调制器的第二输出端经过保偏光纤输入保偏光纤耦合器的第二输入端，保偏光纤耦合器的任一输出端输出x和y两个模式的线偏振光传输至λ/4延迟器；在λ/4延迟器处，两束线偏光分别被转换成左旋圆偏光和右旋圆偏光，进人传感光纤；两个光束在围绕导线的传感光纤中传播，到达终点时遇到反射镜，光线沿同样的路径返回。导线中的电流由于法拉第效应产生磁场，当光纤中的光线环绕导线传播时，由于磁场的作用使得右旋圆偏光和左旋圆偏光的传输速度不同，从而形成相差，当两束圆偏光传输到传感光纤末端时，发生镜面反射，两束圆偏光在模式互换左旋变右旋，右旋变左旋后沿原光路返回，效应加倍，并且在λ/4延迟器处再次转变为两束模式正交的线偏振光模式也互换了。 

按照上述所述的光所走的路径为： 

(1)Y分支集成光学相位调制器-保偏延迟光纤-保偏光纤耦合器-λ/4延迟器-传感光纤-反射镜-传感光纤-λ/4延迟器-保偏光纤耦合器-保偏光纤-Y分支集成光学相位调制器。 

(2)Y分支集成光学相位调制器-保偏光纤-保偏光纤耦合器-λ/4延迟器-传感光纤-反射镜-传感光纤-λ/4延迟器-保偏光纤耦合器-保偏延迟光纤-Y分支集成光学相位调制器。