[发明专利]一种采用高磁光系数传感光纤的电子式全光纤电流互感器

权利要求书

1.一种采用高磁光系数-即高费尔德常数传感光纤的电子式全光纤电流互感器，包括：

光电单元；所述光电单元包括光源，光纤，光学器件，光电探测器，等；

电气绝缘单元；所述电气绝缘单元包括：高压电气绝缘子，导流母线及其支撑构架和防护外壳，均压环，等；

信号处理单元；用于处理所述传感单元给出的信号，并由此信号作计算得出待测电压数值，并将其输出，以及承载电气绝缘子并且安置光电单元及信号处理单元的箱壳；

传感单元；所述传感单元包括：由高费尔德常数光纤制成的传感光纤圈；由特定光纤组合制成的光纤四分之一波片；安置传感光纤圈的光纤盘，以及防护用的外壳；

所述光电单元发出的光束经光学器件处理后通过光纤进入所述电气绝缘单元高电压区域中的所述传感单元；所述光束在传感光纤圈感应到待测电流的信号；再通过光纤返回所述光电单元随后信号处理单元进行信号处理而获得待测电流数值；

其特征在于：传感光纤圈采用高费尔德常数的逆磁或顺磁材料掺杂光纤绕制而成；该逆磁或顺磁材料掺杂光纤的费尔德常数值远高于目前所应用的各类未作这类掺杂的普通石英光纤的费尔德常数值。

2.根据权利要求1的采用高费尔德常数传感光纤的电子式全光纤电流互感器，其特征在于：所述传感单元的传感光纤圈是采用逆磁或顺磁材料掺杂的高费尔德常数光纤绕制而成。

3.根据权利要求2的所述传感单元的传感光纤圈采用的是高费尔德常数的特制掺杂光纤，其特征在于：所述高费尔德常数的特制掺杂光纤在制作所述光纤的原材料或光纤预制坯中加入特定的逆磁或顺磁掺杂元素或化合物成份，并且取恰当的份量及配比。

4.根据权利要求3的所述传感单元的传感光纤圈是采用高费尔德常数的特制掺杂光纤，其特征在于：在制作所述掺杂光纤的原材料或光纤预制坯中加入的共掺杂元素或化合物包含实现逆磁性特性所必需的各种可以增高费尔德常数的掺杂元素或它们的化合物，如：铅Pb，硼B，锗Ge，碲Te，锑Sb，铋Bi，Tl铊，...等等，及其化合物。

5.根据权利要求3的所述传感单元的传感光纤圈是采用高费尔德常数的特制掺杂光纤，其特征在于：在制作所述掺杂光纤的原材料中加入的共掺杂元素或化合物包含实现顺磁性光学材料所必需的铽(Tb)元素及其化合物；以及其它各种可以增高费尔德常数的掺杂元素或化合物，如：镨Pr，铯Ce，镉Nd，镝Dy，...等等，及其化合物。

6.根据权利要求2的所述传感单元的传感光纤圈，其特征在于：在对于同样的待测电流数值，如1200A的额定电流，获取同样强度传感信号的前提下，采用了高费尔德常数的掺杂光纤所制作的传感光纤圈需要绕制的匝数，对应此额定电流，一般不大于4匝；比目前所应用各类石英光纤的传感光纤圈需要绕制的匝数少得多。

7.根据权利要求6的所述传感单元的传感光纤圈，其特征在于：采用高费尔德常数掺杂光纤的传感光纤圈只需要绕制很少的匝数，这类传感光纤圈结构简洁，制作容易，易于保证温度稳定性，易于实现不同传感光纤圈之间的一致性，并且能够用精密，坚固，可靠，容易的方式安置在光纤盘中。

8.根据权利要求2的所述传感单元的传感光纤圈，其特征在于：构成传感光纤圈的光纤四分之一波片的两段尾纤的非线保偏光纤一端可以直接熔接相连于一段高费尔德常数的掺杂光纤，并且用此段高费尔德常数的掺杂光纤绕制构成传感光纤圈；若不直接熔接相连于掺杂光纤，则传感光纤圈非掺杂光纤部分必须尽量取短些，并且将此部分对应于外界干扰磁场可以忽略的方位作安置。

9.根据权利要求3的所述传感单元的传感光纤圈，其特征在于：高费尔德常数掺杂光纤可以由玻璃光纤掺杂形成，也可以由熔融石英光纤掺杂形成；这两类光纤中进行掺杂的区域都是光束传播所通过的的芯层(core)部份。