[发明专利]一种柔性光学电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种互感器，尤其是涉及一种柔性光学电流互感器。

背景技术

柔性安装方式是光学互感器独有的一种安装方式，充分利用了传感光纤柔软可灵活弯曲的特点，具有安装灵活、维护简便、适应性强、无需考虑绝缘等优点，传感光纤环便于安装在任何导体的周围，方便在系统中临时或永久增加测量点，同时可以在变电站运行时随时进行安装，无需被测线路停电，尤其适用于变电站改造等工程。

但根据调研，目前世界上只有加拿大的Nxtphase公司研制出相关产品并在工程用得以应用，国内的类似产品尚未研发出来，也未见工程应用的报道。为适应电力系统发展的需要，打破国外产品的技术垄断，保证我国电网系统的安全稳定运行，研发国内的柔性光学电流互感器意义重大。

一直以来限制光学电流互感的最重要因素是温度变化、振动、应力等环境因素对传感光纤的传感精度和稳定性会产生较大影响，这主要是由于：

1、传感光纤环中存在的线性双折射会对系统探测电流信息产生干扰；

2、λ/4波片的相位延迟的变化，会造成互感器的比例因子的变化，而影响互感器的精度和稳定性；

3、光纤缠绕的骨架会对光纤环产生影响，同时骨架的振动和热胀冷缩等效应也会影响互感器测量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安装方式灵活、抗干扰能力强、无需绝缘、稳定性高、较好地满足了智能化变电站建设的需求的柔性光学电流互感器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种柔性光学电流互感器，其特征在于，包括光纤电流传感环、传输光纤以及采集单元，所述的光纤电流传感环缠绕在被测一次导体外围，所述的传输光纤一端连接光纤电流传感环，另一端连接采集单元。

所述的采集单元包括光源、耦合器、起偏器、偏振分光棱镜、相位调制器、光探测器以及解调电路，所述的光源、耦合器、起偏器、偏振分光棱镜、相位调制器、解调电路、光探测器依次连接，所述的光探测器与耦合器连接，所述的相位调制器与传输光纤连接。

所述的传输光纤为铠装光缆。

所述的光纤电流传感环输出端口设有波片和反射镜。

所述的波片为波片。

所述的光纤电流传感环利用偏振光在光纤中的Faraday磁光效应感应一次电流产生的磁场，输出光信号通过传输光纤连接到采集单元。

所述的采集单元对接收的光信号进行运算得到一次电流。

所述的光纤电流传感环以光缆形式缠绕，光缆内灌充油质物，传感光纤浸泡在油质内，

所述的传感光纤采用低双折射光纤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用反射式Sagnac干涉仪结构的柔性光学电流互感器，通过一个反射镜实现互易结构，可以使两束正交偏振光反射后经过原路径返回，是全对称光路，可以降低温度、振动、应力等对光路的影响，使得光路稳定性提高，受环境变化的影响更小，保证了光学电流互感器具有良好的稳定性和温度特性。

2、本发明选择低双折射光纤作为传感光纤，低双折射光纤本身一致性好、线性双折射小，受温度影响较小。

3、本发明中传感光纤环以光缆形式缠绕，光缆内灌充油质物，传感光纤浸泡在油质内，可均匀分散光缆受到的应力、振动、油质热胀冷缩等影响，也可有效杜绝其它安装方式中因缠绕骨架造成的应力、振动等影响，提高互感器稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种柔性光学电流互感器，包括光纤电流传感环1、传输光纤4以及采集单元5，所述的光纤电流传感环1缠绕在被测一次导体6外围，所述的传输光纤4一端连接光纤电流传感环1，另一端连接采集单元5。

所述的采集单元5包括光源51、耦合器52、起偏器53、偏振分光棱镜54、相位调制器55、光探测器57以及解调电路56，所述的光源51、耦合器52、起偏器53、偏振分光棱镜54、相位调制器55、解调电路56、光探测器57依次连接，所述的光探测器57与耦合器52连接，所述的相位调制器55与传输光纤4连接。

所述的传输光纤4为铠装光缆。所述的光纤电流传感环1输出端口设有波片3和反射镜2。所述的波片3为波片。