CN102043215A - 一种新型光纤电流互感器传感光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种新型电流互感器传感光缆，目标电网线路中电流的变化会导致传感光缆长度以及纤芯折射率发生改变，引起光缆中传输的信号发生变化，传感光缆将信号传输至数据处理中心，系统就可以根据传感光缆探测的信息，对电网中的电流大小进行监测；不受电磁干扰，容易安装；探测的信息动态范围大，探测灵敏度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感光缆，具体涉及一种针对输变电网络线路进行监测的新型光纤电流互感器传感光缆。
背景技术
在人类的核心技术之一。步入信息社会的今天，人们对信息的提取、处理、传输以及综合等要求愈加迫切。作为信息提取的功能器件，传感器与人类的关系愈来愈密切。传感器技术是现代信息技术的重要组成部分，也是代表国家科技竞争力。
电力工业是国家经济建设的基础工业，在国民经济建设中有着举足轻重的地位。近年来随着我国经济的迅速发展，对电力的需求日益增大，电力系统的额定电压等级和额定电流都有大幅度的提高，由80年代的220KV骨干电网发展到目前500KV骨干电网，预计随着金沙江等大容量梯级电站的建设，中国将出现由特高压1200KV的输电线路进行电力的输送。与之相应的电力系统中的输变电设备的额定电压和额定电流都要随之提高，因此，必须研究和发展新型高压设备，电流互感器就是其中之一。
电流和电压的测量在电力工业中起着极为重要的作用，它们为电力系统提供用于计量、控制和继电保护所必需的信息。在计量方面，要求测量装置具有很高的测量准确度及稳定性，而为了系统保护的需要，要求测量装置测试速度快、反应迅速。同时，电力系统运行的不间断性也对测量装置的可靠性及维护性提出了很高的要求。目前，针对输变电网络的电流监测，光纤电流互感器是研究的热点，利用法拉第效应，电缆中电流变化引起电缆周围的磁场发生变化，导致传感光纤中传输的光相位发生变化，系统由此对电缆中电流变化进行监测。目前已有的光纤电流互感器，结构复杂，灵敏度低，且不易于安装。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型电流互感器传感光缆，目标电网线路中电流的变化会导致传感光缆长度以及纤芯折射率发生改变，引起光缆中传输的信号发生变化，传感光缆将信号传输至数据处理中心，系统就可以根据传感光缆探测的信息，对电网中的电流大小进行监测。
本发明的创新点在于：所发明的光缆结构简单，易与光纤电流互感器结合使用，便于铺设安装；光缆对电流变化敏感，灵敏度高。
一种新型光纤电流互感器传感光缆，它包括光纤和包裹光纤的磁致伸缩材料层。
作为本发明的优选方案之一，所述的光纤可以为传感光纤、也可以增加其他类型光纤；普通单模通信光纤，纤芯最好为2～120um。
作为本发明的优选方案之一，所述的磁致伸缩材料包裹层，其包裹层厚度为20～2000um。
作为本发明的优选方案之一，所述的磁致伸缩材料包裹层，其涂覆的方法，最好采用气相沉积法，也可采用其他合适的方法。
作为本发明的优选方案之一，所述的磁致伸缩材料包裹层，其磁致伸缩材料主要是以稀土Tb-Dy-Fe合金及稀土Sm-Dy-Fe合金为代表的稀土-铁金属间化合物材料为稀土超磁致伸缩材料；具有磁致应变大、能量密度高、输出功率大、可靠性好、响应速度快。
磁致伸缩材料遇到磁场中，当磁场变化时，引起磁致伸缩效应，挤压材料所涂覆的传感光纤，引起光纤长度和折射率发生微小变化。当光纤中有激光通过时，引起光波的相位发生变化，系统根据返回光波所携带的传感信息，对光纤所通过的传感区域磁场变化进行探测。由于磁场变化是由于传感对象输变电线路中电流发生变化，由此可实时监测线路中的电流变化。
传感光纤制作中，磁致伸缩材料涂覆的方法，可采用气相沉积法，也可采用其他能够对光纤进行有效涂覆的合适方法。
作为本发明的优选方案之一，所述传感光纤上涂敷磁致伸缩材料的方法为化学气相沉积法。
本发明的优点如下：
1)光缆体积小，不受电磁干扰，容易安装；
2)探测的信息动态范围大，探测灵敏度高。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
具体实施方式
以下将通过具体实施例来对本发明的进行详细说明。
本发明采用的技术方案为：一种新型光纤电流互感器传感光缆，它包括光纤，磁致伸缩材料涂覆层。护套内为尼龙丝加强筋，尼龙丝包裹的为一直径为0.9mm松套管，松套管内有两根光纤，一根特殊制作的传感光纤，一根普通单模通信光纤。
普通单模通信光纤纤芯为3～9um，包层厚度为62.5um，包层外为厚度为62.5um的涂覆保护层。
传感光纤利用普通单模光纤制作，在普通单模光纤涂覆层的外围涂覆一层磁致伸缩材料，厚度为30um至0.3mm，可随需要进行改变。磁致伸缩材料为，稀土超磁致伸缩材料，具有磁致应变大、能量密度高、输出功率大、可靠性好、响应速度快。此类材料主要是以稀土Tb-Dy-Fe合金及稀土Sm-Dy-Fe合金为代表的稀土-铁金属间化合物。
将磁致伸缩材料置于磁场中，当磁场变化时，引起磁致伸缩效应，挤压材料所涂覆的传感光纤，引起光纤长度和折射率发生微小变化。当光纤中有激光通过时，引起光波的相位发生变化，系统根据返回光波所携带的传感信息，对光纤所通过的传感区域磁场变化进行探测。由于磁场变化是由于传感对象输变电线路中电流发生变化，由此可实时监测线路中的电流变化。
传感光纤制作中，磁致伸缩材料涂覆的方法，可采用气相沉积法，也可采用其他能够对光纤进行有效涂覆的合适方法。
本光缆中传感光纤的外围涂敷有磁致伸缩性材料为稀土。磁致伸缩材料是指因磁化而引起弹性变形的磁性材料。磁致伸缩的原因是由于在磁化时材料磁畴结构变化引起晶格间距的改变，因此磁致伸缩材料必须是铁磁物质。常用的磁致伸缩材料是以铁、钴、镍为主的合金及软磁铁氧体。
所述传感光纤上涂敷磁致伸缩材料的方法为化学气相沉积法。
本发明的有益效果如下：
1、光缆体积小，不受电磁干扰，容易安装；
2、探测的信息动态范围大，探测灵敏度高。
上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (6)
1.一种新型光纤电流互感器传感光缆，其特征在于：它包括光纤和包裹光纤的磁致伸缩材料层。
2.根据权利要求1所述的一种新型光纤电流互感器传感光缆，其特征在于：所述的传感光缆内光纤为传感光纤。
3.根据权利要求1所述的一种新型光纤电流互感器传感光缆，其特征在于：所述的传感光纤纤芯为2～120um，所述的磁致伸缩材料包裹层，其包裹层厚度为20～2000um。
4.根据权利要求1所述的一种新型光纤电流互感器传感光缆，其特征在于：所述的磁致伸缩材料主要是以稀土Tb-Dy-Fe合金及稀土Sm-Dy-Fe合金为代表的稀土-铁金属间化合物材料为稀土超磁致伸缩材料；具有磁致应变大、能量密度高、输出功率大、可靠性好、响应速度快。
5.根据权利要求1所述的一种新型光纤电流互感器传感光缆，其特征在于：普通单模通信光纤，纤芯最好为2～120um，所述的磁致伸缩材料包裹层厚度为20～2000um。
6.根据权利要求1所述的一种新型光纤电流互感器传感光缆，其特征在于：磁致伸缩材料层外面还包有尼龙丝加强筋层。
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| CN2009101974363A CN102043215A (zh) | 2009-10-20 | 2009-10-20 | 一种新型光纤电流互感器传感光缆 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115566518A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-01-03 | 中国航天三江集团有限公司 | 利用磁致伸缩材料抑制光纤激光器中mi效应的方法及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101672865A (zh) * | 2009-08-20 | 2010-03-17 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 一种新型光纤电流传感器系统 |
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2009
- 2009-10-20 CN CN2009101974363A patent/CN102043215A/zh active Pending
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