[发明专利]一种双波长工作的光纤电流互感器及测量电流的方法

说明书

本发明为双波长工作的光学电流互感器。该结构的光纤电流互感器有两套独立的光源和调制解调系统，共用同一套光纤延迟线和传感环。两束光的波长呈奇数倍，通常为三倍。一束光的四分之一波片相对于另一束光可能是四分之一波片或者四分之三波片。所以波片可以将两束不同波长的线性偏光同时变为圆偏光，或者同时将圆偏光变为线性偏光。不同波长的光经历相同的传输路径，记录了相同的震动和温度干扰。通过对双波长探测结果做差分处理，可以有效的抑制了震动带来的影响；通过对双波长探测结果做对比和查菲尔德常数表，可以有效的抑制了温度带来的影响，从而提高光纤电流互感器的精度。

技术领域

本发明属于电力测量领域，具体涉及一种双波长工作的光纤电流互感器及测量电流的方法。

背景技术

近年来，随着智能电网的迅速发展，智能一次测量设备得到了越来越多的应用。其中光纤电流互感器因其安全、无磁饱和、动态范围大等优点受到了电力行业的广泛关注。现有的反射式光纤电流互感器由一套光源、探测器、耦合器、起偏器、相位调制器、光纤延迟线、四分之一波片、传感光纤和反射镜组成。其中四分之一波片、传感光纤和反射镜又称为传感环，安装于一次侧，它是由纯光纤组成，无任何电子元器件，所以易于安装、方便维护且抗老化能力强，且不受电磁干扰。但是该结构的光学电流互感器对温度较为敏感，难以在全温范围内(-40～70℃)满足IEC60044-8标准中0.2S级的要求。另外，当传感光纤或者光纤延迟线受到震动干扰时，电流互感器会误判为被测一次电流有异常变化，易造成电力系统的保护误动。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种能解决目前光纤电流互感器缺点的、受震动和温度干扰影响小，精度高的光纤电流互感器。

为了达成上述目的，本发明提供以下技术方案：一种双波长工作的光纤电流互感器，其特征在于，包含相互独立两套光学系统、保偏耦合器、光纤延迟线、传感环以及电路处理系统；

其中所述光学系统系统中，光源、滤波器、起偏器、相位调制器顺序连接，探测器的输入端与所述滤波器连接，探测器的输出端连接所述电路处理系统；所述两套系统的相位调制器分别连接所述保偏耦合器，所述保偏耦合器顺序连接光纤延迟线以及传感环。

上述方案中，所述电路处理系统还与所述两套光学系统的所述相位调制器分别连接，用于动态调整线性偏振光的相位大小。

上述方案中，所述光学系统还包括环形器，相应地，所述光源通过所述环形器与所述滤波器相连；所述探测器通过所述环形器与所述滤波器相连。

上述方案中，所述传感环包括：波片、传感光纤、反射镜；其中波片一端连接所述光纤延迟线，另一端连接所述传感光纤；所述传感光纤用于环绕待测的电阻棒；所述传感光纤的末端连接反射镜。

上述方案中：所述光源、所述滤波器和所述探测器的连接器件使用环形器，或者使用普通耦合器。

上述方案中：所述光源使用低偏振光源，或者使用高偏振光源。

另外本发明还提供一种使用权利要求1所述的电流互感器测量电流的方法，其特征在于：包括步骤：

两套光学系统产生两束波长差为奇数倍的光；

所述两束光经过调制后经保偏耦合器后被输入同一套光纤延迟线和传感环中；

所述两束光经传感环的反射镜反射后沿原路返回，两套所述光学系统中的滤波器各自滤掉对侧系统的光，使本光学系统中的所述探测器仅探测本系统的光束；

电路处理系统对接受到的两束光进行处理，根据光强变化，反推相干光的相位差，进而计算待测电阻棒的流经电流。

上述方案中：两套光学系统产生两束波长差为奇数倍的光具体指：一束光的四分之一波片相对于另一束光是四分之一波片或者四分之三波片；使两束光经过起偏器后，线性偏振光同时变为圆偏光或者圆偏振光同时变为线性偏振光。