[发明专利]一种光学电流互感器及其抗外磁场干扰方法

说明书

本发明公开一种光学电流互感器及其抗外磁场干扰方法，它是为了解决光学电流互感器在电力系统中运行时，易受相间磁场的干扰影响，引入较大的测量误差的问题；光学电流互感器，包括直通光路型的光学电流互感器和全光纤型的光学电流互感器；实现抗外界磁场干扰的方法为：调整光学电流互感器的方向，当干扰电流在光学电流互感器或全光纤电流互感器传感结构入射口与出射口连线的延长线上时，光学电流互感器能实现抗外界磁场干扰；本发明适用于电力系统电气测量领域。

技术领域

本发明涉及光学电流互感器的抗外磁场干扰技术领域，特别涉及一种光学电流互感器及其抗外磁场干扰方法。

技术背景

电流传感器是电气工程领域不可或缺的电气设备。光学电流互感器基于法拉第磁光效应原理测量电流，因其原理优势备受关注。光学电流互感器采用磁光晶体作为传感介质，可以构成直通光路型、闭合光路型等多种传感光路结构，光学电流互感器具有天然绝缘、结构简单、运行可靠、温度稳定性好、体积小成本低、寄生式安装等优点，具有广阔的应用前景。

但是，光学电流互感器易受外磁场干扰，理论上不具备抗外磁场干扰能力，引入较大的测量误差，是光学电流互感器实用化的关键技术阻碍。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前光学电流互感器存在的抗外磁场能力差的问题，提供一种光学电流互感器及其抗外磁场干扰方法：

一种光学电流互感器，其特征在于，它包括光学传感模块、信号处理模块、光传输模块、信号传输模块、光源模块和电源模块；所述光源模块通过光传输模块与光学传感模块连接，所述光学传感模块通过信号传输模块与信号处理模块通讯；所述电源模块为光学传感模块、信号处理模块、信号传输模块提供工作电源；所述光学电流互感器采用了正交传感光路结构，所述的正交传感光路结构为，光学电流互感器的传感光路所在直线与干扰电流所在直线正交，且被测电流所在直线与传感光路所在直线无交点。

进一步地，所述光学电流互感器包括直通光路型的光学传感模块、全光纤型的光学传感模块。

进一步地，所述直通光路型的光学传感模块采用起偏器、磁光晶体、检偏器构成直通光路的传感结构，并固定在光学底座上。

进一步地，所述全光纤型的光学传感模块采用光源、耦合器、起偏器、传感光纤和反射镜构成全光纤的传感结构，并固定在光学底座上。

进一步地，所述信号处理模块由光电探测器、前置放大器,A/D转换器、信号处理器和电源转换模块组成。

进一步地，所述光学传感模块与信号处理模块采用分体式设计或一体式设计。

一种光学电流互感器抗外磁场干扰方法，其特征在于，抗外磁场干扰能力是电流互感器的自身属性，与待测磁场和干扰磁场的强弱无关。对抗外磁场干扰能力的描述应能体现这一属性与电流互感器本体结构、安装位置之间的关系。提出电流互感器磁场干扰度的概念并具体定义如下；

定义1：磁场干扰度；所谓磁场干扰度是指电流互感器对干扰磁场灵敏度占对目标磁场灵敏度的比率，记为λ，可用公式表示为：

式中，λ为磁场干扰度；ki为电流互感器对干扰磁场的灵敏度；km为电流互感器对目标磁场的灵敏度；

按照光路磁场积分路径的不同，光学电流互感器分为闭合环路磁场积分和离散环路磁场积分两类。闭合环路是指一条闭合的连续有向曲线构成的环路；离散环路是指被断开的、保留了若干相互分离有向线段lk的环路，这其中k＝1,2,…,m；

约定1：环路正方向；对于积分环路l，约定相对环路内任意一点，取逆时针方向为环路的正方向

约定2：P点；P点是置放载流导体的几何点，包括环外P2点和环内P1点；