[发明专利]采用偏振检测法的闭环反馈式全光纤电路互感器

说明书

采用偏振检测法的闭环反馈式全光纤电路互感器，属于光学电流传感测量技术领域。本发明为解决闭环反馈结构复杂可靠性低或偏振检测法测量精度低易受外界干扰，难以满足现代电力系统对电流测量的要求。本发明SLD光源接光纤耦合器的一端，光纤耦合器的另一端接光纤起偏器，光纤起偏器的另一端接保偏光纤延迟线，保偏光纤延迟线的另一端接N₁匝传感光纤，传感光纤另一端接反射镜，N₂匝反馈线圈缠绕在N₁匝传感光纤上，N₂匝反馈线圈两端分别接反馈电流源的正负极，反馈电流源的控制端接信号处理器；光纤耦合器的下半部分接光电探测器，光电探测器另一端接信号处理器。本发明具有结构简单、可靠性高、受外界干扰小、测量精度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种全光纤电流互感器，具体涉及一种采用偏振检测法的闭环反馈式全光纤电路互感器，属于光学电流传感测量技术领域。

背景技术

随着智能电网的发展，电网的电压等级越来越高，传统的电磁式电流互感器由于存在磁路饱和问题，动态性能不好，绝缘安全性不理想等种种弊端，已经不能满足现代智能电网系统建设的需求。而随着现代光纤技术、数字电子技术的发展，全光纤式电流互感器取代传统的电磁式电流互感器已成为发展的必然趋势。

全光纤电流互感器是基于Faraday磁致旋光效应和安培环路定律的一种电流互感器，采用传感光纤来对电流进行测量，目前全光纤电流互感器主要分为基于干涉陀螺原理的全光纤电流互感器和基于偏振检测法的全光纤电流互感器。基于干涉陀螺原理的全光纤电流互感器结构采用对称互易光路和闭环反馈结构使得测量精度较高，抵御外界干扰能力较强，但是由于所采用的技术复杂较复杂，器件较多，可靠性不高，尤其是传输系统所必需的1/4波片，45°角熔接，相位调制器容易受到温度等外界因素影响，而造成测量结果的误差，存在长期运行稳定性问题。而采用偏振测量法的光纤电流互感器虽然结构简单，采用的光学器件较少，可靠性高，但是不具有闭环反馈结构同时也不是对称互易光路，所以测量的精度较低，抵御外界干扰的能力较弱。

综上所述，现有的全光纤电流互感器或存在长期运行稳定性或存在温度稳定性，很难能满足现代电力系统对电流测量的要求。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明的目的是针对现有的基于干涉陀螺测量法的光纤电流互感器和偏振测量法的光纤电路互感器的弊端，结合偏振检测法的全光纤电流互感器的结构简单、稳定性高的优点和干涉陀螺光纤电流互感器闭环反馈结构、对称互易光路的优点，取长补短提出一种的采用偏振检测法的闭环反馈式全光纤电流互感器。

本发明所采取的方案为：采用偏振检测法的闭环反馈式全光纤电路互感器，包括SLD光源、光纤耦合器、光纤起偏器、保偏光纤延迟线、传感部分、光电探测器和信号处理器；所述传感部分包括N₁匝传感光纤、N₂匝反馈线圈、反射镜和附加反馈电流源；

SLD光源接光纤耦合器的一端的上半部分，光纤耦合器的另一端接光纤起偏器，光纤起偏器的另一端接保偏光纤延迟线，保偏光纤延迟线的另一端接传感部分；

所述N₁匝传感光纤一端接保偏光纤延迟线，另一端接反射镜；N₂匝反馈导线缠绕在N₁匝传感光纤上，N₂匝反馈线圈两端分别接反馈电流源的正负极，反馈电流源的控制端接信号处理器；