[发明专利]开口式光学电流互感器

说明书

技术领域

 

本发明涉及电子元器件领域或者电子监控和测量领域，尤其是一种电流互感器。

 

背景技术

 

在电力系统中，开口式电流互感器安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提高效率。该系列电流互感器可与继电器保护，测量以及计量装置配套使用。

电力工程中使用的开口式电流互感器一般采用常规电磁式电流互感器，它的铁心是由两个半环组成的，如果接口不紧密，在接触面上存在间隙，间隙由一些铁锈及空气组成，其磁导率约等于真空中的磁导率，而铁心的磁导率是远远大于真空磁导率，磁阻与磁导率成反比，所以间隙中的磁阻远远大于铁心中的磁阻，这对磁通分布有一定的影响，使磁路的总磁阻大幅度提高，电流所产生的磁通在空气中的比例也大幅度提高，从而影响了互感器一、二次电流的感应精度，因而有必要在此基础上加以改进。

 

发明内容

 

本发明的目的是提供一种反应灵敏、具有抗干扰能力强、安全性能好的开口式光学电流互感器。

本发明的技术方案是这样实现的：

提供一种开口式光学电流互感器，其传感原理基于Faraday电磁感应原理，即线偏振光通过磁场中的Faraday材料（磁光玻璃或光纤）后，偏振光的偏振方向将产生正比于磁场平行分量B的旋转，这个旋转角度叫Faraday旋光角 ，由于磁场与产生磁场的电流成正比，因此Faraday旋光角与产生磁场的电流成正比，从而可以通过检测Faraday旋光角的大小来计算出一次电流的大小。

基于以上原理，本发明所述开口式光学电流互感器，其特征在于：它至少包括一次信号采集系统、光纤传输系统和信号发生及回收处理系统；所述一次信号采集系统包括一次电缆，所述一次电缆上闭合环绕有至少两个以上的套环，以所述至少两个以上的套环为骨架，骨架上绕制有传感一次电流用光纤；所述光纤传输系统即由骨架上绕制的传感一次电流用光纤构成；所述信号发生及回收处理系统包括一信号处理器，所述信号处理器由激光光源、探测器、信号处理电路构成；激光光源将激光传输给传感一次电流用光纤光信号输入端，探测器检测从传感一次电流用光纤输出端上返回的光信号后，输出信号给信号处理电路输入端，所述信号处理电路处理好接收到的信号后，输出计量、保护、测控电信号中的至少一种供二次设备使用。

所述信号处理电路包括一激光光源驱动电路、探测器回收光信号数据处理电路，所述探测器回收光信号数据处理电路的第一输出端连接激光光源驱动电路的输入端，所述探测器回收光信号数据处理电路的第二输出端输出保护、测量（计量）信号中的至少一种供二次设备使用。

提供探测器回收光信号数据处理电路的另一种电连接方式：

所述探测器回收光信号数据处理电路的第二输出端输出的电信号经三相信号合并处理后，再输出保护、测量（计量）信号中的至少一种供二次设备使用。

如上所述的开口式光学电流互感器，其特征在于：所述绕制有传感一次电流用光纤的骨架上，再沿骨架环心线绕制有至少一层屏蔽材料，而构成外壳屏蔽层。

本发明的优点在于：

1、选用特制的陶瓷材料制成开口式光学互感器非磁性绝缘骨架，其绝缘性能好、温度系数小、强度高。

2、采用高导磁的坡莫合金材料作为开口式光学互感器外壳屏蔽层，大大减少外界磁场对传感头的干扰。

3、采用基于光纤Faraday磁光效应实现电流传感，使用缠绕于开口骨架上的传感光纤环作为传感元件。

4、本发明的精度高，可达到计量级0.2S级，同时可满足保护级5TPE级。

5、本发明利用光纤作为电流传感材料，系统各元件均是通过光纤熔接连接而成，无分立元件，结构简单，抗振动能力强，连接可靠，长期稳定性好，且系统所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致性好。

6、本发明的一次信号采集系统为全光纤结构，不需要电路模块和供电环节，结构简单，可靠性高。

7、本发明不用矽钢片及电缆，减小了一次设备的体积，节省了资源。

8、本发明无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电。

 

附图说明

 图1是本发明一种实施例的机电一体结构图。 

图2是本发明两个套环对接形成开口式互感器骨架的结构图。