[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

说明书

技术领域本发明涉及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，可以用于测量高压输电网的电流。本发明将适当掺杂浓度的逆磁或顺磁材料掺杂获得的高菲尔德常数光纤制作的传感光纤圈用于电子式全光纤电流互感器(FCT)，则既能提供足够信号强度以保证FCT测量准确度，又可以减少传感光纤圈的匝数以保证FCT温度稳定性等指标；而且还能够大大降低传感光纤圈的复杂程度，并优化传感光纤圈及FCT整机的可靠性及一致性等特性。采用了这种高费尔德常数光纤构成的传感光纤圈，电子式全光纤电流互感器就可以满足工业实际应用。

技术领域

本发明涉及一种采用高磁光系数传感光纤-即高费尔德常数传感光纤的电子式全光纤电流互感器，可以用光学的方法测量电流，特别是用于测量高压输电网的电流；也可以用于以光学方法测量其它物理量，如磁场等。

属于电力能源与光电子领域。

背景技术

基于Faraday-磁光效应的电子式全光纤电流互感器(简记：光纤电流互感器；或缩写：FCT)属于无源型的电子式光学电流互感器，具有传统电磁式电流互感器无法比拟的优势。电子式全光纤电流互感器充份利用了现代光电和光纤传感技术的优异特性，安全，可靠，理论完善，性能优越，具有其它各种技术方案无法比拟的优势，是新一代光学电流互感器的发展方向，是智能电网必需的关键设备之一。

利用Faraday-磁光效应，处于交变磁场有效分量方向上的石英光纤中所传输光束的偏振面转动角度与该处磁场强度成比例。所谓高磁光系数传感光纤-即高费尔德常数光纤则具有较现用常规石英光纤高的比例系数，即有高的菲尔德常数-Verdet常数。

电子式全光纤电流互感器的优点

基于磁光效应制造的电子式全光纤电流互感器充份利用了现代光电和光纤传感技术的优异特性，具备如下重要优点：

-优异的电气绝缘性能：高低压电气完全隔离；

-抗杂散电磁场干扰；

-无铁磁饱和；

-频域宽度大；

-响应速度快；

-大动态范围内的高精度；

-高的谐波准确度；

-轻得多的重量；

-小得多的体积；

-无需油，纸，塑料，特殊气体等绝缘材料，保护环境；

-光纤输出数字信号；

-无燃烧，爆炸危险，具有高安全特性；

-不存在二次开路危险；

-运行及维修费用低；

-抗快速暂态过电压(VFTO)干扰；

-暂态特性好；

-可靠性强；

-集成化、智能化的优势；

上述重要的优点，很大程度上是依赖于其特定的光学结构：传感光纤与其余部分的光纤经过熔接，与很少几个在线运行的光纤器件结合而贯穿全光路，构成一根完整的光纤。其中关键的部分是闭合围绕载电流导体的传感光纤圈，它由传感光纤弯曲盘绕成若干圈后闭合而构成，决定了光纤电流互感器所获取电流(所生成磁场)对应的光信号的强度。只有信号强度足够，才可以保证测量的准确度。

尚未逾越的技术障碍