[实用新型]一种单通道光纤电流互感系统

说明书

本实用新型涉及一种单通道光纤电流互感系统，包括宽带光源、光环行器、法拉第反射镜、传感光纤、光学单元、光电探测器、数据采集模块和上位机；宽带光源的输出端与光环行器的第一端口连接，光环行器的第二端口与光学单元的A端口连接，光环行器的第三端口外露；光学单元的C端口通过传感光纤与法拉第反射镜的输入端连接；光学单元的B端口与光电探测器的输入端连接，光电探测器输出端通过数据采集模块与上位机连接。采用上述方案的有益效果是：相比传统的光纤电流互感系统，本系统所需元件大大减少，光路简单，并能够有效消除光源不稳定性和光路中多种损耗所带来的误差，提高了系统的传感精度和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域和测量技术领域，尤其涉及一种单通道光纤电流互感系统。

背景技术

随着当前我国经济的快速发展，电气设备应用领域越来越广泛，推动了电力系统电压和电流等级的提高，也将给电力系统的检测设备带来了更高的性能要求，尤其是在超大电流检测领域，传统的电磁互感式的电流互感器由于其自身所暴露出的绝缘困难、易饱和、运行成本高、暂态响应差等问题，越来越难满足行业需求，而全光纤电流互感器凭借其易于安装、抗电磁干扰、没有磁饱和效应、动态范围宽等优点越来越被电力行业所重视，有着传统电流互感系统无法比拟的优势。

光纤传感系统自提出以来，随着测量精度的要求不断提高，经历了一系列的发展，由起初的强度型调制光纤电流互感系统到带有sagnac环和反射式干涉型的光纤电流传感技术的大规模出现，再到如今一些基于光纤光栅的新型电流传感器也开始得到了人们的广泛关注。

现有的光纤电流互感系统多数采用的方案是：将线偏振光分成两束正交圆偏振光在传感光纤中传输，当存在磁场时，由于两束圆偏振光有不同的传播速度，进而产生干涉现象，通过解调干涉条纹的强弱来探测电流的大小。然而，该方案在实际实施中，保偏光纤的45°熔接具有较大的难度，熔接过程中的角度误差会导致测量精度下降。另一方面，现有的光纤电流互感系统存在元件过多和结构过于复杂等缺点，不利于实施应用。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种单通道光纤电流互感系统，具有稳定、精度高、和光路简单等优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种单通道光纤电流互感系统，包括宽带光源、光环行器、法拉第反射镜、传感光纤、光学单元、光电探测器、数据采集模块和上位机；所述光环行器上设置有第一端口、第二端口和第三端口，所述光学单元上设置有A端口、B端口和C端口；

所述宽带光源的输出端与所述光环行器的第一端口连接，所述光环行器的第二端口与所述光学单元的A端口连接，所述光环行器的第三端口外露；所述光学单元的C端口通过所述传感光纤与所述法拉第反射镜的输入端连接；所述光学单元的B端口与所述光电探测器的输入端连接，所述光电探测器输出端通过所述数据采集模块与所述上位机连接。

采用上述方案的有益效果是：相比传统的光纤电流互感系统，本系统所需元件大大减少，光路简单，并能够有效消除光源不稳定性和光路中多种损耗所带来的误差，提高了系统的传感精度和稳定性。

进一步地，所述光学单元包括法拉第旋光转子和单轴双折射晶体，所述单轴双折射晶体与A端口、B端口连接，所述法拉第旋光转子与C端口连接；

入射光从A端口入射至所述单轴双折射晶体时，入射光被所述单轴双折射晶体分成o光和e光，e光被丢弃，o光入射至所述法拉第旋光转子并经C端口射出；入射光从C端口入射至所述法拉第旋光转子时，入射光会入射在所述单轴双折射晶体上，并经所述单轴双折射晶体分成o光和e光，o光经A端口射出，e光经B端口射出。

进一步地，所述光环行器包括法拉第转子和双折射晶体。

进一步地，所述法拉第反射镜包括法拉第旋光器和反射镜，入射光经过法拉第旋光器后入射在反射镜上，入射光经反射镜反射后通过法拉第旋光器射出。