[发明专利]一种全光纤电流互感器及测量发电机机端零序电流的方法

权利要求书

1.一种全光纤电流互感器，包括采集单元、传输光缆和一次传感器，所述采集单元用于提供光源并计算出一次电流，传输光缆的一端连接采集单元；其特征在于：所述一次传感器包括传感光纤、波片和反射镜，所述波片的一端连接传输光缆的另一端，而波片的另一端连接传感光纤的起端，所述反射镜设于传感光纤的尾端；所述传感光纤盘绕形成3个光纤传感环，所述3个光纤传感环用于对应环套在三相导体的外部，3个光纤传感环的圈数一致、盘绕方向相同，3个光纤传感环均完全闭合，且形成的任一对光纤传感环之间具有2条方向相反的光纤传感路径。

2.如权利要求1所述的一种全光纤电流互感器，其特征在于：所述一次传感器采用以下列步骤制成的结构：

步骤1：将波片在第一相导体外固定，将传感光纤从波片位置开始围绕该相导体顺时针方向盘绕成环状，将波片的位置确定为盘绕的终点，达到预定圈数后，将其固定；

步骤2：将步骤1余下的传感光纤拉到第二相导体位置，选择一个盘绕起点将传感光纤固定，采用与步骤1同样的方法进行顺时针盘绕预定圈数，确保盘绕完成后的传感光纤起点与终点空间位置重合，并进行固定；

步骤3：将步骤2余下的传感光纤拉到第三相导体位置，选择一个盘绕起点将传感光纤固定，采用与步骤1同样的方法进行顺时针盘绕预定圈数，确保盘绕完成后的传感光纤起点与终点空间位置重合，并进行固定；

步骤4：将步骤3余下的传感光纤按步骤3的方法继续围绕第三相导体顺时针盘绕一圈，确保盘绕完成后的传感光纤起点与终点空间位置重合，并进行固定；

步骤5：将步骤4余下的传感光纤沿步骤3时第二相→第三相的路径反向布线至第二相，这一段传感光纤与第二相→第三相的传感光纤长度一致，捆扎在一起；传感光纤至第二相后按步骤2的方法继续围绕第二相导体顺时针盘绕一圈，确保盘绕完成后的传感光纤起点与终点空间位置重合，并进行固定；

步骤6：将步骤5余下的传感光纤沿步骤2时第一相→第二相的路径反向布线至第一相，这一段传感光纤与第一相→第二相的传感光纤长度一致，捆扎在一起；传感光纤至第一相后按步骤1的方法继续围绕第一相导体顺时针盘绕一圈；

步骤7：将反射镜固定在传感光纤的尾端，确保反射镜与波片的空间位置重合，并进行固定。

3.如权利要求1或2所述的一种全光纤电流互感器，其特征在于：所述采集单元包括光源、耦合器、相位调制器、光探测器和调制解调电子电路，所述光源用于产生符合要求的光信号；所述耦合器将前述光源产生的光信号传输至相位调制器，并将从一次传感器经由传输光缆返回的光信号传到光探测器中；所述相位调制器对光信号进行调制；所述光探测器接收耦合器传过来的光信号，并转换为电信号送入调制解调电子电路进行运算；所述调制解调电子电路对相位调制器施加调制信号并进行解调运算，计算出零序电流值。

4.一种基于如权利要求1所述的全光纤电流互感器测量发电机机端零序电流的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将待测发电机机端的三相导体分别放置在一次传感器的三个光纤传感环中；

（2）采集单元产生偏振光信号，进行调制后通过传输光缆传输至一次传感器中并先后通过三个光纤传感环，所述偏振光在光纤传感环中传输时，分别受到各相导体电流磁场的影响而产生与磁场成正比例的相位角偏移，所述光信号再经反射镜反射后，沿原光路返回，相位角偏移量加倍；

（3）前述被反射的光信号通过传输光缆进入采集单元，进行调制后分成两束光，其中一束被转换为电信号后进行解调运算，通过解析其中携带的相位角偏移量计算出零序电流值。