[发明专利]一种光学电流测量装置

说明书

本发明公开了一种光学电流测量装置，包括传感头系统、动态校正系统、光电解调系统和光纤分支器；传感头系统包括一个或多个晶体光阀磁场传感器、一个或多个螺线管、P1电流端子和P2电流端子，晶体光阀磁场传感器的两端通过光纤与光纤分支器连接，动态校正系统通过光纤与光纤分支器的下行光接口连接，光电解调系统包括光源、光电解调单元和光缆，光电解调系统通过光缆与光纤分支器连接。本发明装置消除了温度、磁场等因素的影响，通过螺线管放大一次电流信号，同时通过差分双光路检测，消除外部磁场干扰，大大提高了光学互感器的测量精度，能测量最小额定电流为0.5A，准确级为0.2S级。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种光学电流测量装置。

背景技术

目前，在高压及超高压条件下，电力系统中广泛采用充油的电磁感应式电流互感器以实现电流的测量，但受其测量原理局限，这类电流互感器存在着绝缘困难、故障电流下磁饱和等诸多缺点。因此，人们一直努力寻找一种新型的电流互感器，基于法拉第磁光效应原理的光学电流互感器被认为是一种具有广泛应用前景的新型电流测量设备，它具有绝缘简单可靠、无磁饱和、无二次开路危险、抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻、安装运输方便等优点，同传统CT相比，具有可观的性价比。因此，目前这一领域已经成为国际竞相研究的热点，近十年来，已有一些试验样机挂网运行，取得了较好的效果，但也暴露出温度稳定性、长期运行的性能稳定性等一些问题。因此，合理设计光学电流互感器系统，慎重选择各个部件对改善其性能显得尤为重要。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供的是一种基于晶体光阀磁场传感器的光学电流测量装置，利用法拉第磁光效应的方法感应磁场，通过分析磁场来计算测量产生磁场的电流，通过螺线管放大一次电流信号，同时通过差分双光路检测，消除外部磁场干扰，大大提高了光学互感器的测量精度。

为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种光学电流测量装置，包括传感头系统、动态校正系统、光电解调系统和光纤分支器；

所述传感头系统包括一个或多个晶体光阀磁场传感器、一个或多个螺线管、P1电流端子和P2电流端子，所述晶体光阀磁场传感器固定于所述螺线管内，且与所述螺线管同轴设置，所述晶体光阀磁场传感器的长度小于所述螺线管的长度，所述螺线管为一个时所述P1电流端子和P2电流端子由螺线管两端引出，或所述螺线管为多个时，所述螺线管之间通过金属导线顺序连接，顺序连接的第一个螺线管引出P1电流端子，顺序连接的最后一个螺线管引出P2电流端子，所述晶体光阀磁场传感器的两端通过光纤与所述光纤分支器下行光接口连接，所述晶体光阀磁场传感器与所述螺线管的数量相同且一一对应；

所述动态校正系统通过光纤与所述光纤分支器的下行光接口连接，所述动态校正系统用于将光信号转化为电流，进而在晶体光阀磁场传感器外侧形成参考磁场，所述晶体光阀磁场传感器同时检测到参考磁场和所述螺线管产生的被测磁场；

所述光电解调系统包括光源和光电解调单元，所述光电解调系统通过光缆与所述光纤分支器上行光接口连接，所述光源发出恒定的第一光信号、第二光信号和第三光信号，所述第一光信号和第二光信号通过所述光纤分支器传输到所述晶体光阀磁场传感器，所述第三光信号通过所述光纤分支器传输到所述动态校正系统，所述晶体光阀磁场传感器所感应的被测电流的磁场信号通过光纤分支器传回所述光电解调系统，所述光电解调系统将反馈回的光信号转换成电信号，并进行解调，计算出被测电流。

进一步地，所述多个螺线管平行浇筑成一体。

进一步地，所述动态校正系统包括光电校准器和参考线圈，所述光电校准器与所述光纤分支器的下行光接口连接，所述参考线圈置于所述螺线管内。

进一步地，所述参考线圈与所述晶体光阀磁场传感器的数量相同且一一对应，所述参考线圈之间通过金属导线顺序连接。