CN110108960A - 一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置 - Google Patents

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宋翔林
张志�
孙学军
余波
钟媛
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Shanghai Veitch Sensing Technology Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Huanggang Power Supply Co of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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Shanghai Veitch Sensing Technology Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Huanggang Power Supply Co of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Abstract

本发明公开了一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，包括检测器、分析仪、计算机，所述检测器安装在电源箱内，检测器通过导线与分析仪连接，检测器将信息发送在分析仪，分析仪通过以太网与计算机连接，经过计算机将分析仪内的数据进行处理，处理后的数据通过图片或表格的形式展示给操作人员，所述检测器包括信号处理单元模块、偏振器、第一光纤圈、第二光纤圈、1/4波片，信号处理单元模块安装在电路板上，信号处理单元模块通过无线模块与光源连接，光源、探测器与耦合器连接，耦合器的一端通过偏振器连接，偏振器与第一光纤圈连接。本发明设计合理；利用检测器能对电源进行快速检测。

Description

一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置
技术领域
本发明涉及一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置。
背景技术
用户在进行电源使用时，电源出现闪电、谐波、电压过高过低、频率超标等电能质量问题进行检测研究，解决用户电源到底是电力系统电源存在质量问题，还是用户用电设备造成电源劣化，影响电网电能质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，以解决上述技术问题。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，包括检测器、分析仪、计算机，所述检测器安装在电源箱内，检测器通过导线与分析仪连接，检测器将信息发送在分析仪，分析仪通过以太网与计算机连接，经过计算机将分析仪内的数据进行处理，处理后的数据通过图片或表格的形式展示给操作人员，所述检测器包括信号处理单元模块、偏振器、第一光纤圈、第二光纤圈、1/4波片，信号处理单元模块安装在电路板上，信号处理单元模块通过无线模块与光源连接，光源、探测器与耦合器连接，耦合器的一端通过偏振器连接，偏振器与第一光纤圈连接，耦合器的另一端与第二光纤圈连接，第一光纤圈与第二光纤圈通过1/4波片进行连接，信号处理单元模块的输出端与分析仪连接。
优选的，所述探测器通过无线模块与信号处理单元模块连接，且信号处理单元模块与偏振器连接。
优选的，所述偏振器包括起偏器、检偏器、偏振光、法拉第材料，偏振器基于法拉第磁光效应，采用敏感光纤组成闭合光纤环，则由安培环路定理可知电流的大小。
优选的，所述第一光纤圈为偏振保持光纤，第二光纤圈为多匝低双折射率的光纤，第二光纤圈传送圆偏振光。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明设计合理；利用检测器、分析仪、计算机能进行现场组装易于操作；同时检测器、分析仪、计算机能进行快速检测。
附图说明
图1为本发明便携式光纤用户电能质量检测分析装置示意图。
图2为本发明便携式光纤用户电能质量检测分析装置的检测器内部示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1-2所示，一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，包括检测器1、分析仪2、计算机3，所述检测器1安装在电源箱内，检测器1通过导线与分析仪2连接，检测器1将信息发送在分析仪2，分析仪2通过以太网与计算机3连接，经过计算机3将分析仪2内的数据进行处理，处理后的数据通过图片或表格的形式展示给操作人员，所述检测器1包括信号处理单元模块4、偏振器8、第一光纤圈9、第二光纤圈11、1/4波片10，信号处理单元模块4安装在电路板上，信号处理单元模块4通过无线模块与光源6连接，光源6、探测器5与耦合器7连接，耦合器7的一端通过偏振器8连接，偏振器8与第一光纤圈9连接，耦合器7的另一端与第二光纤圈11连接，第一光纤圈9与第二光纤圈11通过1/4波片10进行连接，信号处理单元模块4的输出端与分析仪2连接，探测器通过无线模块与信号处理单元模块连接，且信号处理单元模块与偏振器连接，偏振器包括起偏器、检偏器、偏振光、法拉第材料，偏振器基于法拉第磁光效应，采用敏感光纤组成闭合光纤环，则由安培环路定理可知电流的大小，第一光纤圈为偏振保持光纤，第二光纤圈为多匝低双折射率的光纤，第二光纤圈传送圆偏振光。
本发明工作原理；光纤电流互感器原理基于法拉第（Faraday）磁光效应及安培环路定理，通过sagnac干涉仪精密测量及闭环控制技术，准确测量Faraday旋光角从而测量一次电流。当线偏振光在磁光材料中传播时，沿传播方向的磁场将对光偏振角度产生影响。法拉第磁光效应为实现对高压电流量的非介入测量提供了可能。光纤电流互感器基于法拉第磁光效应，采用敏感光纤组成闭合光纤环，则由安培环路定理可知，环路下的法拉第磁光旋转角与穿过闭合环路的电流成正比，通过检测磁光旋转角可获知电流大小，第一光纤圈保中的线偏振光经1/4波片后转化成圆偏振光，并在第二光纤环圈中相向传播。当第二光纤圈中有电流通过时，两相向传播的圆偏振光会在电流所产生的闭合磁场的作用下形成非互易的相位差。圆偏振光通过1/4波片后又重新变回到线偏振光，经过耦合器时产生干涉信号，此时相干光中已有因磁场导致的相位信息，Sagnac干涉型电流互感器依然是利用了光纤的磁光法拉第效应，即在光纤中传播的偏振光因磁场的作用会发生旋转，敏感光纤绕制在一次导体之外，通过安培环路积分,旋转角与磁场强度、磁场中的光纤环的长度成正比：
式中N敏感光纤绕制圈数，V为光纤维尔德常数，I为一次电流，敏感光纤V=1.1×10-6rad/A。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，包括检测器（1）、分析仪（2）、计算机（3），其特征在于，所述检测器（1）安装在电源箱内，检测器（1）通过导线与分析仪（2）连接，检测器（1）将信息发送在分析仪（2），分析仪（2）通过以太网与计算机（3）连接，经过计算机（3）将分析仪（2）内的数据进行处理，处理后的数据通过图片或表格的形式展示给操作人员，所述检测器（1）包括信号处理单元模块（4）、偏振器（8）、第一光纤圈（9）、第二光纤圈（11）、1/4波片（10），信号处理单元模块（4）安装在电路板上，信号处理单元模块（4）通过无线模块与光源（6）连接，光源（6）、探测器（5）与耦合器（7）连接，耦合器（7）的一端通过偏振器（8）连接，偏振器（8）与第一光纤圈（9）连接，耦合器（7）的另一端与第二光纤圈（11）连接，第一光纤圈（9）与第二光纤圈（11）通过1/4波片（10）进行连接，信号处理单元模块（4）的输出端与分析仪（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，其特征在于，所述探测器（5）通过无线模块与信号处理单元模块（4）连接，且信号处理单元模块（4）与偏振器（8）连接。
3.根据权利要求1所述的一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，其特征在于，所述偏振器（8）包括起偏器、检偏器、偏振光、法拉第材料，偏振器（8）基于法拉第磁光效应，采用敏感光纤组成闭合光纤环，则由安培环路定理可知电流的大小。
4.根据权利要求1所述的一种便携式光纤用户电能质量检测分析装置，其特征在于，所述第一光纤圈（9）为偏振保持光纤，第二光纤圈（11）为多匝低双折射率的光纤，第二光纤圈（11）传送圆偏振光。
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