CN105301348A - 全光纤电流互感器的温度特性测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全光纤电流互感器的温度特性测试系统及方法，该系统包括：升流器输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号；电流比较器接收升流器输出的参考电流，生成与参考电流同步的时钟信号；互感器数据处理器将光信号转换为电信号，并将时钟信号作为采样脉冲对电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试；温测后台通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。本发明能摒弃传统的全光纤电流互感器温度特性参数测试引入的测量误差，能实时显示、补偿全光纤电流互感器在不同环境温度条件下的比差和角差数据，保证了测量精度。
Description
技术领域
本发明属于信号测试技术领域，涉及一种温度特性测试系统及方法，特别是涉及一种全光纤电流互感器的温度特性测试系统及方法。
背景技术
全光纤电流互感器与电磁原理的电流互感器相比，在测量量程方面有明显的区别，电磁原理的互感器量程越小越容易实现，量程越大越难实现，主要是由于发热和磁饱和而影响性能。而全光纤电流互感器则是量程越大越容易实现，量程越小越难实现，因为小量程的互感器在测量小电流的时候，全光纤电流互感器的输出噪声很大，进而影响了测试精度。工作环境温度是影响全光纤电流互感器测量精度的主要因素之一，因而研究和确认全光纤电流互感器的工作温度特性就显得十分重要，也是全光纤电流互感器进行温度补偿的依据。
在全光纤电流互感器的性能指标中，小电流精度和高低温输出稳定性是最难实现的，传统的温度特性往往通过开环测试，直接读取全光纤电流互感器的输出值，而测试电流则不参与比较，忽略测试电流的实时波动性，认为测试电流是一个标准的50Hz交流电，幅值和相位理想不变，而实际上测试电流本身也会有变化，忽略这个事实，就会给测量结果带来了一定的误差。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全光纤电流互感器的温度特性测试系统及方法，用于解决现有开环测试全光纤电流互感器的温度特性不准确的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全光纤电流互感器的温度特性测试系统，所述全光纤电流互感器的温度特性测试系统包括：升流器，与全光纤电流互感器相连，输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号；电流比较器，与升流器相连，接收升流器输出的参考电流，生成与所述参考电流同步的时钟信号；所述第一电流为参考电流的整数倍；互感器数据处理器，与全光纤电流互感器和电流比较器分别相连，将所述光信号转换为电信号，并将所述时钟信号作为采样脉冲对所述电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试；温测后台，与所述电流比较器和互感器数据处理器分别相连，通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。
优选地，所述互感器数据处理器通过以太网与温测后台相连。
本发明还提供一种全光纤电流互感器的温度特性测试方法，所述全光纤电流互感器的温度特性测试方法包括：利用一升流器输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号；利用一电流比较器接收升流器输出的参考电流，生成与所述参考电流同步的时钟信号；所述第一电流为参考电流的整数倍；利用一互感器数据处理器将所述光信号转换为电信号，并将所述时钟信号作为采样脉冲对所述电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试；所述温测后台通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。
优选地，所述全光纤电流互感器的温度特性测试方法还包括：利用一温箱为所述全光纤电流互感器提供稳定的温度测试环境。
优选地，所述互感器数据处理器通过以太网与温测后台通信。
优选地，所述升流器通过大电流导线与所述全光纤电流互感器相连。
如上所述，本发明所述的全光纤电流互感器的温度特性测试系统及方法，具有以下有益效果：
本发明运用同步采样、比较和数据分析技术，能够摒弃传统的全光纤电流互感器温度特性参数测试引入的测量误差，能够实时显示、补偿全光纤电流互感器在不同环境温度条件下的比差和角差数据，保证了全光纤电流互感器的测量精度。
附图说明
图1为本发明所述的全光纤电流互感器的温度特性测试系统的结构示意图。
图2为本发明所述的全光纤电流互感器的温度特性测试方法的流程示意图。
元件标号说明
100全光纤电流互感器的温度特性测试系统
110升流器
120电流比较器
130互感器数据处理器
140温测后台
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。
实施例
本发明提供一种全光纤电流互感器的温度特性测试系统，如图1所示，所述全光纤电流互感器的温度特性测试系统100包括：升流器110，电流比较器120，互感器数据处理器130，温测后台140。
所述升流器110与全光纤电流互感器相连，输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号。
所述电流比较器120与升流器110相连，接收升流器输出的参考电流，生成与所述参考电流同步的时钟信号；所述第一电流为参考电流的整数倍。
所述互感器数据处理器130与全光纤电流互感器和电流比较器120分别相连，将所述光信号转换为电信号，并将所述时钟信号作为采样脉冲对所述电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试。所述互感器数据处理器130通过以太网与温测后台140相连。
所述温测后台140通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。
本发明实现了高精度、高实时性的全光纤电流互感器温度特性测试。本发明主要主要过程如下：升流器提供大电流(1-3000A)作为测试电流供给全光纤电流互感器进行测试，升流器同时通过利用自带的标准电流互感器(CT)将大电流按比例缩小成参考电流，然后供给电流比较器的采集卡进行采集，同时，电流比较器生成和参考电流同频率、同步的时钟信号；全光纤电流互感器把检测到的待测大电流信号通过光缆以光信号的形式发送给互感器数据处理器，互感器数据处理器接收来自全光纤电流互感器的光信号并转换成数字信号，依据电流比较器发出的同步脉冲信号对电流信号进行数据采集，采集后的数据打包成以太网格式发给电流比较器；电流比较器将接收到的数据提供给温测后台，最后温测后台对参考电流信号与测量到的电流信号进行运算处理，并给出相关的校验数据和分析数据，从而实现全光纤电流互感器的温度特性参数的实时测试。
本发明通过升流器提供的参考电流和测试电流(即第一电流)，全光纤电流互感器在温箱提供的各种测试温度下检测已知测试电流，通过电流比较器提供的同步时钟实时采集测试电流而得到测量电流，然后和参考电流在电流比较器里进行同步比较，最后送到温测后台进行数据分析，从而得到全光纤电流互感器在不同的工作温度下的角差、比差等特性参数。
本发明还提供一种全光纤电流互感器的温度特性测试方法，如图2所示，所述全光纤电流互感器的温度特性测试方法包括：
利用一升流器输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号。所述升流器通过大电流导线与所述全光纤电流互感器相连。
利用一电流比较器接收升流器输出的参考电流，生成与所述参考电流同步的时钟信号；所述第一电流为参考电流的整数倍。
利用一互感器数据处理器将所述光信号转换为电信号，并将所述时钟信号作为采样脉冲对所述电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试。所述互感器数据处理器通过以太网与温测后台通信。
所述温测后台通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。
进一步，所述全光纤电流互感器的温度特性测试方法还包括：利用一温箱为所述全光纤电流互感器提供稳定的温度测试环境。
本发明结合电流互感器的相关标准，通过升流器、电流比较器、互感器数据处理器、温测后台等核心设备构成了全光纤电流互感器实时温度特性测试系统，通过同步技术和实时传输技术，解决了传统测试中的开环误差，通过实时比较参考电流和实测电流的幅值和相位，提高了全光纤电流互感器的温度特性测量精度。
本发明所述的全光纤电流互感器温度特性测试方法的具体实现过程包括：
步骤1：升流器提供大电流给全光纤电流互感器进行温箱环境电流测试，同时提供比例小电流(参考电流)给电流比较器进行电流采集，电流比较器生成和参考电流同频率、同步的时钟信号。
步骤2：全光纤电流互感器检测电流信号，把生成的光干涉信号输送给互感器数据处理器，互感器数据处理器进行光电转换，同时按照电流比较器提供的时钟信号作为采样时钟提取全光纤电流互感器测量出的电流数字量，然后输送给电流比较器。
步骤3：电流比较器接收参考电流和互感器数据处理器的实测电流值后，以以太网的数据格式同步传给温测后台，温测后台根据算法得到比差、角差和温度补偿因子数据，用以分析和补偿全光纤电流互感器在不同温度下的误差。
本发明运用同步采样、比较和数据分析技术，能够摒弃传统的全光纤电流互感器温度特性参数测试引入的测量误差，能够实时显示、补偿全光纤电流互感器在不同环境温度条件下的比差和角差数据，保证了全光纤电流互感器的测量精度。本发明是目前实现全光纤电流互感器温度特性高精度测试的创造性方案。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种全光纤电流互感器的温度特性测试系统，其特征在于，所述全光纤电流互感器的温度特性测试系统包括：
升流器，与全光纤电流互感器相连，输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号；
电流比较器，与升流器相连，接收升流器输出的参考电流，生成与所述参考电流同步的时钟信号；所述第一电流为参考电流的整数倍；
互感器数据处理器，与全光纤电流互感器和电流比较器分别相连，将所述光信号转换为电信号，并将所述时钟信号作为采样脉冲对所述电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试；
温测后台，与所述电流比较器和互感器数据处理器分别相连，通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。
2.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器的温度特性测试系统，其特征在于：所述互感器数据处理器通过以太网与温测后台相连。
3.一种全光纤电流互感器的温度特性测试方法，其特征在于，所述全光纤电流互感器的温度特性测试方法包括：
利用一升流器输出第一电流至全光纤电流互感器，以便全光纤电流互感器输出对应第一电流的光信号；
利用一电流比较器接收升流器输出的参考电流，生成与所述参考电流同步的时钟信号；所述第一电流为参考电流的整数倍；
利用一互感器数据处理器将所述光信号转换为电信号，并将所述时钟信号作为采样脉冲对所述电信号进行提取，获得数字量的电流值供温测后台测试；
所述温测后台通过数字量的电流值和参考电流计算获得全光纤电流互感器的比差和角差以及温度补偿因子。
4.根据权利要求3所述的全光纤电流互感器的温度特性测试方法，其特征在于，所述全光纤电流互感器的温度特性测试方法还包括：
利用一温箱为所述全光纤电流互感器提供稳定的温度测试环境。
5.根据权利要求3所述的全光纤电流互感器的温度特性测试方法，其特征在于：所述互感器数据处理器通过以太网与温测后台通信。
6.根据权利要求3所述的全光纤电流互感器的温度特性测试方法，其特征在于：所述升流器通过大电流导线与所述全光纤电流互感器相连。
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