[发明专利]一种偏置型的光纤传输高压电流互感器

说明书

本发明公开了一种偏置型的光纤传输高压电流互感器，实现高压电路电线电流的实时监测。该电流互感器通过导线两端的抽头串联入待测电路中，磁环线圈CT1产生的感应电流作为能量，给激光偏置电路提供了一个稳定可靠的偏置电源，即激光发射管提供一个基础偏置电流；磁环线圈CT2提供测量得到的电流信号，通过耦合电容将电流信号加载在激光偏置电路上；激光发射管发出的激光的光强与回路电流成正比，激光沿着光纤将信号转给激光接收管，由电流电压转换电路将电流信号转换成电压信号，经过滤波电路后，将采集到的电压信号传给AD转换电路进行模拟量到数字量的转换，由MCU对这些数据进行存储运算等操作后，通过以太网通讯模块将数据送给上位机。

技术领域

本发明涉及一种高压电流互感器，尤其涉及一种偏置型的光纤传输高压电流的高压电流互感器。

背景技术

高压电流互感器是将电网中的高压信号变换传递为低压小电流信号，为电力系统的计量、监控、继电保护、自动装置等提供统一、规范的电流信号的装置，同时也是满足电气隔离，确保人身和电器安全的重要设备。电磁式电流互感器是通过电磁感应原理实现电流变换，它具有稳定性、可靠性强的优点，但其二次绕组需要接地，为了满足绝缘要求，所需要的铁芯与绝缘子体积较大且重量重，成本较高，而且具有非数字化模拟量信号容易受干扰等缺点。

发明内容

本发明的目的：提出一种新型的偏置型的光纤传输高压电流互感器装置，该装置采用光纤传输技术，电压偏置技术实现高压电流的准确测量，解决电磁式电流互感器体积大、重量重，成本高，易受干扰等缺点，实现以太网数字信号输出的高压电流互感器。

为实现本发明的目的，技术方案为：

该电流互感器通过导线抽头串联入磁环线圈CT1与磁环线圈CT2中。磁环线圈CT2与激光偏置电路相连。MOS管整流滤波电路的输出的直流电压传入DC-DC电路。DC-DC电路输出可靠稳定的直流电压给激光偏置电路。利用磁环线圈CT1产生的感应电流作为能量，经过整流滤波和稳压后为激光发射管D1提供一个稳定的直流基础偏置电流，将磁环线圈CT2感应得到的交流电流信号将耦合到激光发射管D1的直流基础偏置电流上其中磁环线圈CT1与MOS管整流滤波电路相连。激光发射管D1发射的激光由光纤，经过空心绝缘子，传输到激光接收管D2上。激光接收管D2接收到光纤内激光信后，将光信号转换成一定的电流信号，传输给电路转电压电路。电流转电压电路再将收到的电流信号转换成电压信号，传给AD转换电路。AD转换电路将模拟量转换成数字量后传给MCU。MCU通过运算处理后，通过以太网通讯模块，将测量数据传送给上位机。

本发明公开了一种偏置型的光纤传输高压电流互感器，包括两个磁环线圈、导线、MOS管整流滤波电路、DC-DC稳压电路、激光偏置电路、光纤、测量信号接收处理电路、AD转换电路、开关电源、MCU、以太网通讯模块、上位机。整体电路采用无源设计，通过一个磁环线圈产生的能量给激光偏置电路提供可靠稳定的偏置电源。在高压侧和低压侧采用光隔离，提高了装置的安全性。在低压侧对接收到的测量信号进行转换、滤波，最大限度的减小信号的失真。处理后的测量数据，由MCU运算处理后，通过以太网通讯模块，由以太网络传输给联网的上位机。与现有的高压电流互感器相比，减小了装置体积，降低了自身功耗，提高了安全性，并且通过网络可以实现实时监测的效果。

1.无源设计。利用了一个磁环线圈产生的感应电流作为能量，经过整流、滤波、稳压后给激光偏置电路提供了一个稳定可靠的偏置电源，即激光发射管提供一个基础偏置电流；另一个磁环线圈提供测量得到的电流信号，通过耦合电容将电流信号加载在激光偏置电路上。

2.采用MOS管整流桥结构能降低整流电路的导通电阻与导通压降，从而降低能量损耗。

3.通过光纤传输信号。高压侧与低压侧没有直接的电路的连接，而是通过光纤中的光来传输信号，即实现了光隔离，使得装置的绝缘性能得到提升，抗电磁干扰性能强，安全性更高。