[发明专利]光学电流互感器的固定装置

说明书

本申请是申请日为2012年8月29日，申请号为201280001221.X，发明名称为“电流测量系统、光学电流互感器和固定装置、以及光信号采样器及其方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及智能电网的领域，并且更具体地涉及一种用于在智能电网中测量导线（例如，输电线）中的电流的电流测量系统、在该电流测量系统中使用的光学电流互感器和光信号采样器、用于将光学电流互感器固定到导线上的固定装置、以及对应的方法。

背景技术

在电网中，出于各种目的而需要测量输电线中的电流。在传统的电流测量系统中，使用电磁式电流互感器来进行电流的测量。然而，电磁式电流互感器存在着诸如绝缘结构复杂、体积大、安全性能低等缺陷。因此，提出了基于光学电流互感器的电流测量系统。光学电流互感器利用法拉第效应来进行电流的测量，即，利用输电线中的电流产生的磁场产生与该电流对应的光信号，并且通过对该光信号进行采样和处理，来确定所述电流。与电磁式电流互感器相比，光学电流互感器具有体积小、结构简单、抗干扰性好、安全性能好等优点。

然而，在传统的基于光学电流互感器的电流测量系统中，用于对光信号进行采样的光信号采样器存在采样精度低以及相位误差大等问题，这限制了这种电流测量系统的应用范围。因此，需要一种新的电流测量系统，其能够以较高的精度和较小的相位误差来测量传输线路中的电流。

发明内容

考虑到以上问题而做出了本发明。本发明的一个目的是提供一种电流测量系统，其能够提高对光学电流互感器输出的光信号进行采样时的采样精度以及减小相位误差，从而以较高的精度测量导线中的电流。本发明的另一目的是提供在所述电流测量系统中使用的光学电流互感器及其固定装置、光信号采样器以及对应的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于测量导线中的电流的电流测量系统，包括：光学电流互感器，利用所述电流产生的磁场，产生与该电流相对应的光信号；光信号采样器和控制器，所述光信号采样器包括：光电转换接口单元，将所述光信号转换为电信号，该电信号包括直流分量信号和交流分量信号；直流分量处理单元，从所述电信号中提取直流分量信号；交流分量处理单元，通过将所述电信号与所述直流分量信号相减，从所述电信号中提取交流分量信号；和模数转换单元，将所述交流分量信号转换为数字交流分量信号；所述控制器将所述数字交流分量信号乘以校正系数，从而获得所述电流的测量值。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学电流互感器，用于产生与导线中的电流相对应的光信号，该光学电流互感器包括：光发射器，发射沿第一方向传播的光；互感单元，包括：第一偏振器，其光轴处于第一方向上，所述光穿过该第一偏振器以成为线偏振光；第一反射器，将所述线偏振光从第一方向反射到第二方向；磁感应器件，被布置在所述磁场中，其光轴处于第二方向上，所反射的光穿过该磁感应器件，使得偏振方向发生偏转；第二反射器，将从磁感应器件出射的光从第二方向反射到第三方向上；以及第二偏振器，其光轴处于第三方向上，所反射的线偏振光穿过该第二偏振器作为所述光信号；其中所述第一偏振器和所述第二偏振器的偏振方向的夹角为45°，并且所述第二方向与所述第一方向和所述第三方向不同。

根据本发明的另一个方面，提供了一种光信号采样器，用于对光信号进行采样，该光信号采样器包括：光电转换接口单元，将所述光信号转换为电信号，该电信号包括直流分量信号和交流分量信号；直流分量处理单元，从所述电信号中提取直流分量信号；交流分量处理单元，通过将所述电信号与所述直流分量信号相减，从所述电信号中提取交流分量信号；和模数转换单元，将所述交流分量信号转换为数字交流分量信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种固定装置，用于将光学电流互感器的互感单元安装到导线上，该固定装置包括：安装容器，具有彼此垂直的第一臂和第二臂，在第一臂上具有容纳导线的凹槽，在第二臂与所述凹槽相反的一侧上具有用于安装所述互感单元的空腔，其中，所述互感单元被安装在空腔内，使得该互感单元中的磁感应介质的光轴与导线中的电流方向垂直；以及至少一个夹具，用于将导线固定到凹槽上。

根据本发明的另一个方面，提供了一种光信号的采样方法，用于对光信号进行采样，该光信号采样方法包括：将所述光信号转换为电信号，该电信号包括直流分量信号和交流分量信号；从所述电信号中提取直流分量信号；通过将所述电信号与所述直流分量信号相减，从所述电信号中提取交流分量信号；和将所述交流分量信号转换为数字交流分量信号。

附图说明