[发明专利]一种全光纤电流互感器

说明书

本发明公开了一种全光纤电流互感器，包括光源、与光源连接的耦合器、与耦合器连接的光电探测器和Y分支集成光学相位调制器、与光电探测器连接的放大器和模数转换模块、与放大器和模数转换模块连接的第一数字解调器和第二数字解调器、通过保偏延迟光纤与Y分支集成光学相位调制器连接的光纤传感头，所述光纤传感头包括λ/4波片、与λ/4波片连接的第一传感光纤和第二传感光纤以及平行设置的第一圆箍骨架、第二圆箍骨架，所述λ/4波片的初始相位延迟为101°，所述第一传感光纤和第二传感光纤末端分别设有第一反射镜和第二反射镜。本发明提高了全光纤电流传感器的温度稳定性，延长了其使用寿命，同时可以实时获取光纤传感头的温度信息。

技术领域

本发明涉及互感器技术领域，具体涉及一种全光纤电流互感器。

背景技术

与传统电磁式电流互感器相比，光学电流互感器有着体积小、重量轻、绝缘结构简单、测量动态范围大、精度高、抗电磁干扰能力强等优点，而且无磁饱和及铁磁谐振以及二次开路等问题。光学电流互感器按实现方式可以分为磁光玻璃式电流互感器和全光纤电流互感器。全光纤电流互感器利用特殊光纤作为电流传感材料，系统各元件均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，但是λ/4波片、传感光纤的线性双折射随温度变化和维尔德常数随温度变化等原因常常会影响全光纤电流互感器的精度，因此减小环境温度引入的误差成为了全光纤电流互感器大范围推广应用必须解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供一种全光纤电流互感器，目的是减小外界环境温度对全光纤电流互感器精度的影响，提高全光纤电流互感器的温度稳定性。

本发明的技术解决方案：一种全光纤电流互感器，其特征在于：包括光源、与光源连接的耦合器、与耦合器连接的光电探测器和Y分支集成光学相位调制器、与光电探测器连接的放大器和模数转换模块、与放大器和模数转换模块连接的第一数字解调器和第二数字解调器、通过保偏延迟光纤与Y分支集成光学相位调制器连接的光纤传感头，所述第一数字解调器和第二数字解调器与主备倒换控制模块连接，用于实现输出的切换，所述光纤传感头包括λ/4波片、与λ/4波片连接的第一传感光纤和第二传感光纤以及平行设置的第一圆箍骨架、第二圆箍骨架，所述λ/4波片的初始相位延迟为101°，所述第一传感光纤和第二传感光纤末端分别设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一传感光纤螺旋缠绕在第一圆箍骨架上，所述第二传感光纤螺旋缠绕在第二圆箍骨架上。

优选的所述一种全光纤电流互感器还包括分布式温度测量系统，所述分布式温度测量系统包括第一测温光纤、第一光源、第一信号接收模块、第一信号处理模块，第二测温光纤、第二光源、第二信号接收模块、第二信号处理模块，所述第一测温光纤和第一传感光纤并行设置螺旋缠绕在第一圆箍骨架上，所述第二测温光纤和第二传感光纤并行设置螺旋缠绕在第二圆箍骨架上。

优选的所述第一测温光纤的信号处理模块输出端分别与第一数字解调器和第二数字解调器连接，所述第二测温光纤的信号处理模块的输出端分别与第一数字解调器和第二数字解调器连接。

优选的所述Y分支集成光学相位调制器包括起偏器、分支器和光相位调制器。

本发明的有益效果：本发明中所述第一传感光纤和第二传感光纤分别螺旋缠绕在第一圆箍骨架和第二圆箍骨架上，人为的引入大量圆双折射来抑制传感光纤的线性双折射，提高了全光纤电流互感器的温度稳定性；本发明中λ/4波片的初始相位延迟为101°，此时由λ/4波片引入的温度误差补偿由传感光纤的维尔德常数引入的温度误差效果最佳，提高了全光纤电流互感器的温度稳定性；本发明中设有两路传感光纤，当其中一路传感光纤不能准确测量或不能正常工作时，可以换至另一路进行测量，延长了全光纤电流互感器的使用寿命；分布式温度测量系统可以帮助用户实时获取光纤传感头的温度信息。

附图说明

图1是本发明的原理结构图。