[实用新型]双磁路复合光学电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型属于电流测量技术领域，尤其涉及一种双磁路复合光学电流互感器。

背景技术

近年来，电网的运行电压等级不断地提高，高电压、大电流的电力系统设备的不断投运，对一次和二次侧的绝缘要求以及信号的可靠传递提出了更高的要求，传统的电磁式电流互感器暴露出了一系列的严重问题，如绝缘困难，体积大，重量大，制造困难，易燃易爆，磁饱和和谐振等。光学电流互感器作为一种新型电子式电流互感器，采用磁光材料作为传感介质，利用线偏振光通过置于磁场中的磁光材料时其偏振方向发生旋转的独特性质，实现对外界电流的测量，由于其在绝缘性、抗电磁干扰、可靠性方面相比于传统的电磁式电流传感器有很大的优势，近年来受到了国内外研究人员的重视。

2015年4月9日中国专利局公开了申请号为200510117694.8名称为“自适应复合反馈光学电流互感器及测定电流方法”的发明专利说明书。其技术方案是：该光学电流互感器包括磁光传感单元为双环复合磁光传感单元和N个单极磁光传感单元两种结构，由智能随调光源、一级光分路器、二级光分路器、一级前置光探测器、二级光探测器、双环复合磁光传感单元、二级垂直光探测器、二级平行光探测器和智能光学矢量信号处理器配置而成；同时，还给出了电流测定方法。该实用新型采用复合传感技术，解决了因时变参数所导致的光学电流互感器测量精度问题，提高了测量精度；但是该发明还有不足之处，具体表现在：基本光路还有垂直偏振光路，一旦垂直自聚焦透镜与主轴线稍有不垂直，或者垂直自聚焦透镜与平行自聚焦透镜在性能上发生差异，则输出结果的精度就会受到影响，另外，由于直通光路型光学玻璃电流互感器磁光材料的不闭合性，导致其受外界的电磁干扰从而引起测量精度下降。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种双磁路复合光学电流互感器，包括依次相连的：激光二极管驱动器、带尾纤激光二极管、光分路器、双磁路复合磁光传感单元和光电探测器；其中双磁路复合磁光传感单元包括三条并行的光路通道，每条光路通道包括依次相连的：输入准直器、起偏器、磁光传感材料、检偏器、输出准直器，其中，第一磁光传感材料和第三磁光传感材料均为直条状磁光传感玻璃，二者平行对称布置在通电导体的两侧，通光方向与通电导体被测电流流动方向相垂直，第二磁光传感材料为磁光传感光纤，均匀缠绕在通电导体上；三条光路通道的末端分别与三个不同的光电探测器相连。

所述三个不同的光电探测器分别与双磁路复合光学电流互感器实时信号处理系统中的三个模数转换器相连，模数转换器与磁干扰检测单元相连，磁干扰检测单元通过温度波动检测单元分别与第一信号处理单元、第二信号处理单元、互感器输出信号综合单元相连，磁干扰检测单元还通过第三信号处理单元与互感器输出信号综合单元相连，互感器输出信号综合单元与数据合并单元相连。

所述双磁路复合光学电流互感器实时信号处理系统采用FPGA芯片作为主 CPU，包括8MB SRAM、64MB Flash存储器、12位或16位ADC模数转换器芯片、USB2.0接口芯片、100M以太网接口芯片、4×4键盘和LCD显示器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用双磁路复合磁光传感技术，充分发挥了全光纤电流互感器的良好的抗磁干扰能力和块状光学玻璃电流互感器良好的温度稳定性，有效地提高了电流互感器的稳态精度和暂态精度；本实用新型同时具备双输出通道电力系统保护冗余设计；有效地消除了输出信号中的噪声，提高了输出信噪比和测量精度；采用FPGA芯片作为主CPU，极大地提高了系统的反应速度和算法的运行速度，满足光学电流互感器的实时性要求；并且本实用新型结合了直通光路型光学玻璃电流互感器良好的温度特性和偏振型全光纤电流互感器良好的抗磁性能，消除了全光纤电流互感器的温度敏感性问题，解决了直通光路型光学玻璃电流互感器因相邻相故障而引起的电磁干扰的问题。

附图说明

图1是双磁路复合光学电流互感器实时信号处理的方案示意图。

图2是双磁路复合光学电流互感器实时信号处理系统中数据采集的电路原理图。

图3是双磁路复合光学电流互感器实时信号处理系统的电路原理图。