[发明专利]适用于光纤电流传感器的故障预警系统

说明书

本发明公开了一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，包括相连的故障监测单元和故障信息预警单元；所述故障监测单元与待测光纤电流传感器相连，监测出待测光纤电流传感器的状态参数，并发送至故障信息预警单元；所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，完成光纤电流传感器的故障预警。本发明通过解调光纤电流传感器运行过程中各重要器件的工作状态，如光源偏振特性、光源输出波长、光纤电流传感器调制深度等，并进一步分析光纤电流传感器的状态，形成智能化的状态发展趋势分析，故障预警、故障报警以及故障排查方案制定等。

技术领域

本发明属于电流传感器的实时监测、故障预警技术领域，具体涉及一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统。

背景技术

电流的测量广泛应用于电力传输、冶金、军事、科研等行业，是工业生产过程中普遍且重要的测量参数。光纤电流传感器(Fiber Optical Current Sensor,FOCS)是一种基于法拉第磁光效应原理的无源式电流互感器，它具有体积小、重量轻、绝缘结构简单、测量动态范围大等优点，在直流输电工程中得到了大量应用。但在其实际运行中，全光纤电流传感器易受温度、振动、干扰、光路损耗等多种因素的影响，特别是光源、光电探测器、光电调制器等光电器件，在室外长期的高低温、湿热等环境的作用下容易发生老化，导致其测量精度下降甚至发生故障事件，从而引起控保系统异常，严重影响换流站的安全稳定运行。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，通过解调光纤电流传感器运行过程中各重要组件的工作状态，如光源偏振特性、光源输出波长、光纤电流传感器调制深度等，并进一步分析系统状态，形成智能化的状态发展趋势分析，故障预警、故障报警以及故障排查方案制定等。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，包括相连的故障监测单元和故障信息预警单元；

所述故障监测单元与待测光纤电流传感器相连，监测出待测光纤电流传感器的状态参数，并发送至故障信息预警单元；

所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，完成光纤电流传感器的故障预警。

可选地，所述光纤电流传感器包括相连的光源和第三光纤耦合器，以及顺次相连的光纤起偏器、调制器、光纤延时环、波片、光纤敏感环、光纤反射镜；所述故障监测单元包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一光电探测器、偏振态分析模块、光谱解调模块和信号处理单元；

所述第一光纤耦合器一端与第三光纤耦合器相连，接收所述光纤电流传感器发出的光源输出光信号，并对其进行分光后，分别送入所述第二光纤耦合器和待测光纤电流传感器；

所述第一光纤耦合器的另一端与所述光纤起偏器相连，用于接收所述光纤电流传感器发出的返回光信号，并对其进行分光后，分别送入待测光纤电流传感器和第一光电探测器；

所述第二光纤耦合器将接收到的光源输出光信号进行分光后，分别送入所述光谱解调模块和偏振态分析模块；

所述信号处理单元接收所述第一光电探测器、偏振态分析模块和光谱解调模块的输出信号，并基于接收到的输出信号计算出待测光纤电流传感器的状态参数，完成光纤电流传感器的状态监测。

可选地，所述第一光纤耦合器的分光比为M：N，其中MN，与M对应的接口与待测光纤电流传感器相连，与N对应的分别接口与第二光纤耦合器和第一光电探测器相连。

可选地，所述预警规则包括：突变性分析和渐变性分析；

所述突变性分析的过程为：将状态参数的实时监测量与预设的阈值进行比较，若实时监测量超出所述预设的阈值，则发出预警信号；