[实用新型]一种实时自适应浪涌电流光电检测装置

说明书

本实用新型公开了一种实时自适应浪涌电流光电检测装置，包括激光光源、单模光纤、第一光纤连接器、非导磁壳体、多模光纤、光电探测器、电信号线和信号分析处理系统。其中，非导磁壳体的两端分别有第一光纤连接器和第二光纤连接器，非导磁壳体的内部从第一光纤连接器到第二光纤连接器方向依次设置有前准直镜、起偏器、磁光材料、检偏器和后准直镜，激光光源通过单模光纤与第一光纤连接器相连接，光电探测器通过多模光纤与第二光纤连接器相连接；信号分析处理系统通过电信号线与光电探测器相连。本实用新型优异的耦合效率能够从根本上提高浪涌电流检测的信噪比，提高检测的灵敏度，同时极大提高了算法的处理速度，保证了浪涌检测对实时性的特殊要求。

技术领域

本实用新型属于电流测量领域，尤其涉及一种实时自适应浪涌电流光电检测装置。

背景技术

电网中的浪涌电流指的是电流在短时间内有突然增大的现象，其大小可以最高达几千安倍，会对整个电网的正常工作造成严重的负担，甚至会对电网造成破坏。虽然各种用电设备都采取浪涌电流抑制器来抑制浪涌电流，但是，由雷击和大功率设备的开关冲击产生的浪涌电流在电网中还是不可避免的。

浪涌电流具有突发性、瞬间性、强度大、电压等级大等特点，使浪涌电流的检测比传统的电流检测更加困难，由浪涌电流造成电网故障的非线性和突变性会大幅降低故障特征的明显属性，因而故障检测效率不高。因此，有效的检测浪涌电流可以提高对电网的保护水平。

传统的基于电磁感应的电流互感器面对电网中不断提高的电压水平、浪涌电流强度大、突发性、瞬间性的特点，暴露出以下一系列问题：(1)磁饱和问题。随着被测电流等级提高，互感器铁芯出现磁饱和现象，其测量精度和测试范围受到限制。(2)电磁干扰问题。因工作于高压和特高压环境，传统电流互感器二次侧电信号传输受到严重的电磁干扰，导致测量准确度降低。(3)安全问题。在特高压环境下，有发生绝缘击穿对地短路的可能，另外，若二次端不慎开路，将对配电设施及人身安全带来危害。(4)暂态响应差。互感器采用铁芯制成，对高频信号响应差，不能正确反应线路上的暂态过程，无法有效的检测到浪涌电流的发生时间、持续时间和等级大小。

经典的块状光学电流互感器，其检测原理为法拉第效应，利用准直偏振光透过磁光材料之后偏振面发生偏转来达到检测电流的目的。由于传感头部分加工和装配的误差以及磁光材料固有的各向异性，会破坏准直光束的准直性，导致后端耦合效率很低，降低了浪涌电流检测系统的信噪比和灵敏度。为了提高耦合效率，经典的块状光学电流互感器会针对特定的光纤、准直器、磁光材料进行最优化，但同时降低了系统的通用性和适应性，如磁光材料、检测灵敏度及工作环境，也大大增加了系统制作成本。同时，经典的块状光学电流互感器，其检测的电流信号为确定稳定信号。对于未知发生时间、未知持续时间和未知电流等级的浪涌电流盲信号不能实现有效的检测。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种实时自适应浪涌电流光电检测装置，解决现有装置检测效率低、响应不及时的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实时自适应浪涌电流光电检测装置，具有光学传感部分和信号分析处理部分，包括激光光源、单模光纤、第一光纤连接器、非导磁壳体、多模光纤、光电探测器、电信号线和信号分析处理系统。其中，激光光源为高稳定激光光源，非导磁壳体的两端分别有第一光纤连接器和第二光纤连接器，非导磁壳体的内部从第一光纤连接器到第二光纤连接器方向依次设置有前准直镜、起偏器、磁光材料、检偏器和后准直镜，前准直镜、起偏器、磁光材料、检偏器、后准直镜依次排列组成检测装置的传感头，均处于非导磁壳体中。所述激光光源通过单模光纤与第一光纤连接器相连接，所述光电探测器通过多模光纤与第二光纤连接器相连接；所述信号分析处理系统通过电信号线与光电探测器相连。

进一步的，还包括设置在非导磁壳体内部与后准直镜相连接的旋转环。进一步的，所述后准直镜与第二光纤连接器之间的距离是可调节的，即通过调节旋转环，可改变后准直镜到第二光纤连接器的距离，调节到合适位置后，可以固定。