CN111398651B - 一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置及温度补偿方法 - Google Patents

Abstract

一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置及温度补偿方法，属于光学电流传感测量技术领域。本发明包括SLD光源、光纤耦合器、光纤起偏器、开关模块、供电模块、开关信号线、信号处理单元和光电探测器；SLD光源和光电探测器与光纤耦合器的输入端相连，光纤起偏器与光纤耦合器的输出端相连，光纤起偏器的另一端接相位调制器，相位调制器接保偏光纤延迟线，保偏光纤延迟线连接1/4波片，1/4波片的另一端接传感部分，供电模块一端接开关模块，开关模块连接传感部分，供电模块的另一端连接传感部分；信号处理单元通过开关信号线与开关模块连接；本发明可以平衡传感环上各点的温度分布情况，解决传感环受热不均匀导致的测量误差的问题。

Description

一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置及温度补 偿方法

技术领域

本发明涉及一种全光纤电流互感器，具体涉及一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，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。

全光纤电流互感器采用传感光纤来对电流进行测量，而传感光纤对运行环境温度的波动较为敏感，会导致测量准确度的温度漂移问题，且传感光纤较为脆弱，运行在较低温度环境下，会减小其使用寿命。

为解决互感器的温漂问题，通常采用在信号处理单元的壳体外置温度传感光纤，实时侧得环境温度并通过相应算法补偿温度导致的的测量误差，进而提高全光纤电流互感器准确度的温度稳定性，少部分采用温度传感器内置于传感环内，并依赖于温度补偿算法解决传感环受热不均匀问题，但这类温度补偿方式都是被动的，严重依赖于算法精度，算法结构复杂难以实现，可靠性不高，且不能够解决低温运行对传感光纤使用寿命的影响。

综上所述，现有的全光纤电流互感器温度补偿技术都是通过补偿算法来解决温度干扰问题，这种被动温度补偿方法存在复杂且补偿能力有限的问题，另外现有的温度补偿技术难以解决传感光纤在较低温度运行时，使用寿命缩短的问题，极大地限制了全光纤电流互感器的使用范围。

发明内容

本发明研发目的是为了解决上述技术问题，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。

本发明的技术方案：

一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，包括SLD光源、光纤耦合器、光纤起偏器、相位调制器、保偏光纤延迟线、1/4波片、传感部分、开关模块、供电模块、开关信号线、信号处理单元和光电探测器；

SLD光源和光电探测器与光纤耦合器的输入端相连，光纤起偏器与光纤耦合器的输出端相连，光纤起偏器的另一端接相位调制器，相位调制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1/4波片，1/4波片的另一端接传感部分；

所述开关模块的数量为N个，所述供电模块一端接开关模块，所述开关模块连接所述传感部分，所述供电模块的另一端连接传感部分；信号处理单元通过开关信号线与开关模块连接；

所述光纤耦合器、光纤起偏器、相位调制器、保偏光纤延迟线、1/4波片、传感部分、信号处理单元和光电探测器构成信号处理双闭环反馈结构；

所述供电模块、开关模块、传感部分和信号处理单元构成恒温双闭环反馈结构；

所述信号处理单元、开关模块和传感部分构成自平衡加热信号反馈结构；

所述相位调制器、保偏光纤延迟线、1/4波片、传感部分和信号处理单元构成被测电流信号反馈结构。

优选的：所述传感部分包括反射镜、传感光纤、N个相同且等角度分布的温度自平衡加热装置、铝合金外壳、温度传感器信号线、加热器电源线、传感信号集成总线和电源线集成总线；

所述传感光纤绕制形成传感环，传感光纤的一端接1/4波片，传感光纤的另一端连接反射镜反射镜，N个温度自平衡加热装置等角度均匀分布在传感光纤绕制成的传感环上，N个温度自平衡加热装置黏合在铝合金外壳内部，N个温度自平衡加热装置分别通过温度传感器信号线与传感信号集成总线建立连接，N个温度自平衡加热装置分别通过加热器电源线与电源线集成总线建立连接，传感信号集成总线与信号处理单元连接，电源线集成总线与供电模块连接。

优选的：传感部分内嵌温度自平衡加热装置，温度自平衡加热装置包括温度传感器、加热装置、下柔性绝热垫和上柔性绝热垫，温度传感器与传感光纤通过树脂黏合，铝合金外壳内部一侧采用树脂黏合所述下柔性绝热垫下侧和所述上柔性绝热垫上侧；所述下柔性绝热垫上侧用树脂黏合所述加热装置下侧，所述加热装置上侧用树脂黏合传感光纤；所述上柔性绝热垫下侧用树脂黏合所述温度传感器上侧；所述温度传感器下侧用树脂黏合传感光纤；

所述温度传感器通过所述温度传感器信号线接所述传感信号线集成总线；所述加热装置通过所述加热器电源线接所述电源线集成总线；

N个开关模块与加热装置一一对应连接；

所述供电模块、开关模块和传感部分的加热器电源线和加热装置构成供电回路。

优选的：加热装置采用陶瓷加热片，供电模块通过电源线集成总线对陶瓷加热片供电，陶瓷加热片逐步升温并加热传感光纤至目标温度值。

优选的：加热装置由两个绕线方向相反的加热螺线管组成，产生大小相同方向相反的两个磁场，加热螺线管等距离摆放于温度传感器两侧。

一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感的温度补偿方法，温度传感器将采集到的实时温度值转换为电信号通过温度传感器信号线传递到传感信号集成总线并最终将温度信号值传输到信号处理单元，获取传感光纤上的温度分布差异情况，依据温度自平衡补偿方法分别控制N个开关模块的开断，进而给对应的加热装置进行供电，最终对传感光纤加热至目标值；其中，温度传感器和加热装置实时测量传感光纤上的温度并实时对传感光纤控温，实现边测温边控温。

优选的：温度自平衡补偿方法为，传感光纤绕制形成的传感环上等角度分布N个温度自平衡加热装置，每个温度自平衡加热装置中的温度传感器测得该点传感光纤的温度值为T_i(i＝1,2…，N)，并通过信号集成总线将温度信号传递到信号处理单元，信号处理单元分析传感光纤上的温度分布差异情况，确定传感光纤上最高温度值T_imax和最低温度值T_imin，并将该点的温度值确立为基准值，算得其它各点温度传感器采集到的温度Tj(j＝1,2…N，i≠j)与最高温度值T_imax的差异量ΔT_i,j＝T_j-T_imax，并衡量差异量ΔT_i,j与设定阈值T_A的大小；

如果差异量小于阈值T_A，则加热装置暂不启动；

若差异量ΔT_i,j大于阈值T_A，则信号处理单元通过开关信号线给开关模块中对应的第N个可控开关施加触发信号，将对应的第N个可控开关闭合，供电模块通过闭合的第N个可控开关给对应的温度自平衡加热装置中的加热装置供电，加热装置产生热量传导给传感光纤，进而使该点传感光纤升温，当升温过程中该点温度自平衡加热装置中的温度传感器检测到该点处传感光纤达到最大值T_imax，信号处理单元通过开关信号线给该点对应的开关模块中的第N个可控开关以断开信号，切断该点的温度自平衡加热装置的供电回路；

若Timin低于低温保护阈值T_B，则温度自平衡加热装置进入低温保护模式，此时信号处理单元通过开关信号线给所有开关模块中的第1-N个可控开关以触发信号，闭合第1-N个可控开关，供电模块通过闭合的第1-N个可控开关给对应的温度自平衡装置中的加热装置供电，加热装置产生热量传导给传感光纤，进而使传感部分的传感光纤整体升温，当升温过程中其中一点温度自平衡加热装置中的温度传感器检测到该点处传感光纤达到预设的初始值T_C，信号处理单元通过开关信号线给该点对应的开关模块中的可控开关以断开信号，切断该点的温度自平衡加热装置的供电回路，直到传感光纤上各点的温度传感器检测到的温度值都达到初始Tc时，温度自平衡加热装置退出低温保护模式，开关模块中的第1-N个可控开关全部断开，切断供电回路，所有温度自平衡加热装置中的加热装置停止加热工作。

优选的：温度传感器的数量为N个，N个温度传感器等角度分布，任意相邻两个温度传感器的夹角δ大小为：

优选的：阈值T_A为5至10℃。

优选的：低温保护阈值T_B为-10℃。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明可以有效地平衡传感环上各点的温度分布情况，解决传感环受热不均匀导致的测量误差的问题，同时降低能耗，避免运行环境温度过低导致的传感光纤使用寿命降低的问题，具有可靠性高，多重反馈结构，测量电流精度高，抗温度干扰能力强；

2.本发明采用了传感环内部嵌入温度自平衡加热装置的多重复合反馈结构，并通过温度自平衡加热装置及其平衡算法的主动控温的方法，在最节能的前提下保持传感光纤上各点的温度一致，同时传感环内最高点的温度值低于一定阈值时，通过温度自平衡装置提高传感环内整体温度值，以避免外界环境温度过低而影响传感光纤的使用寿命。温度自平衡加热装置的多重复合反馈结构，可以准确感知传感环上各点温度的分布状况，并根据对应的温度自平衡算法，启动相应部位的加热装置，可以有效地平衡传感环上各点的温度分布情况，抑制传感环受热不均匀导致的测量误差，同时降低能耗，避免运行环境温度过低导致的传感光纤使用寿命降低的问题；

3.本发明依据温度自平衡补偿算法分别对可控开关至进行相应的开断，进而给对应的加热装置进行供电，最终对传感光纤加热至目标值，温度传感器和加热装置可实时测量传感光纤上的温度并实时对传感光纤控温，实现边测温边控温的功能，可以有效地解决温度传感器采集的温度值与传感光纤温度值的差异导致测量不准确问题，加热装置可依据指令对指定位置的传感光纤加热，可以有效地解决传感光纤上温度分布的不均匀问题。

附图说明

图1是本发明的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置结构示意图；

图2是传感部分结构示意图；

图3是采用陶瓷加热片的温度自平衡加热装置的结构示意图；

图4是采用陶瓷加热片的温度自平衡加热装置的结构侧视图

图5是采用加热螺线管的温度自平衡加热装置的结构示意图；

图6是采用加热螺线管的温度自平衡加热装置的结构侧视图；

图中，1SLD光源，2光纤耦合器，3光纤起偏器，4相位调制器，5保偏光纤延迟线，6是1/4波片，7传感部分，8开关模块，9供电模块，10开关信号线，11信号处理单元，12光电探测器，7-1反射镜，7-2传感光纤，7-3温度自平衡加热装置，7-4铝合金外壳,7-5温度传感器信号线，7-6加热器电源线，7-7传感信号集成总线，7-8电源线集成总线，7-3-1温度传感器，7-3-2加热装置，7-3-3下柔性绝热垫，7-3-4上柔性绝热垫。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4来说明本实施方式：本发明所采取的方案为：一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，包括SLD光源1、光纤耦合器2、光纤起偏器3、相位调制器4、保偏光纤延迟线5、1/4波片6、传感部分7、开关模块8、供电模块9、开关信号线10、信号处理单元11和光电探测器12；所述传感部分包括反射镜7-1、传感光纤7-2、N个相同且等角度分布的温度自平衡加热装置7-3、铝合金外壳7-4、温度传感器信号线7-5、加热器电源线7-6、传感信号集成总线7-7和电源线集成总线7-8；所述温度自平衡加热装置7-3还包括温度传感器7-3-1、加热装置7-3-2、下柔性绝热垫7-3-3和上柔性绝热垫7-3-4；所述开关模块8包括N个相同的可控开关(8-1)、(8-2)…(8-N)；

所述加热装置7-3-2具体为陶瓷加热片，具有价格优惠、加热性能稳定、体积小等优点；

SLD光源1接光纤耦合器2的一端的上半部分，光纤耦合器2的另一端接光纤起偏器3，光纤起偏器3的另一端接相位调制器4，相位调制器4的另一端接保偏光纤延迟线5，保偏光纤延迟线5的另一端接1/4波片6，1/4波片6的另一端接传感部分7；

所述传感部分7中的传感光纤7-2一端接1/4波片6，另一端接反射镜7-1；所述铝合金外壳7-4内部一侧采用树脂黏合所述下柔性绝热垫7-3-3下侧和所述上柔性绝热垫7-3-4上侧；所述下柔性绝热垫7-3-3上侧用树脂黏合所述陶瓷加热片7-3-2下侧；所述陶瓷加热片7-3-2上侧用树脂黏合传感光纤7-2；所述上柔性绝热垫7-3-4下侧用树脂黏合所述温度传感器7-3-1上侧；所述温度传感器7-3-1下侧用树脂黏合传感光纤7-2；所述温度传感器7-3-1通过所述温度传感器信号线7-5接所述传感信号线集成总线7-7；所述陶瓷加热片7-3-2通过所述加热器电源线7-6接所述电源线集成总线7-8；所述传感器信号线集成总线7-7接信号处理单元11；所述电源线集成总线7-8接开关模块8；

光纤耦合器2与SLD光源1连接端的下半部分接光电探测器12，光电探测器12将光学信号转换为模拟电信号传递给信号处理单元11进行解调，信号处理单元11同时接收温度传感器7-3-1通过传感器信号线集成总线7-7发出的电信号进行解调，信号处理单元11根据温度自平衡算法开断控制开关模块8中对应的可控开关(8-1)…可控开关(8-N)；

所述供电模块9一端接所述开关模块8中的可控开关(8-1)至(8-N)的一端；所述可控开关(8-1)至可控开关(8-N)的另一端通过电源集成总线7-8的进端接所述传感部分7；所述供电模块9的另一端接电源线集成总线7-8的出端；

传感部分7内嵌温度自平衡加热装置7-3，温度自平衡加热装置7-3包括温度传感器7-3-1、加热装置7-3-2、下柔性绝热垫7-3-3和上柔性绝热垫7-3-4，温度传感器7-3-1与传感光纤7-2通过树脂黏合，所述下柔性绝热垫7-3-3上侧用树脂黏合所述加热装置7-3-2下侧，所述加热装置7-3-2上侧用树脂黏合传感光纤7-2；所述上柔性绝热垫7-3-4下侧用树脂黏合所述温度传感器7-3-1上侧；所述温度传感器7-3-1下侧用树脂黏合传感光纤7-2；

所述温度传感器7-3-1通过所述温度传感器信号线7-5接所述传感信号线集成总线7-7；所述加热装置7-3-2通过所述加热器电源线7-6接所述电源线集成总线7-8；

所述光纤耦合器2、光纤起偏器3、相位调制器4、保偏光纤延迟线5、1/4波片6、传感部分7、信号处理单元11和光电探测器12构成信号处理双闭环反馈结构。

所述供电模块9、开关模块8、传感部分7和信号处理单元11构成恒温双闭环反馈结构。

所述供电模块9、开关模块8和传感部分7中的加热器电源线7-6和陶瓷加热片7-3-2构成供电回路。

所述信号处理单元11、开关模块8和传感部分7构成自平衡加热信号反馈结构。

所述相位调制器4、保偏光纤延迟线5、1/4波片6、传感部分7和信号处理单元11构成被测电流信号反馈结构。

SLD光源1发出一束光，经过光纤起偏器3起偏后变为线偏振光，线偏振光通过相位调制器4进行初次调制，初次调制后的线偏振光再通过保偏延迟线5到1/4波片6，1/4波片6将线偏振光变为圆偏振光传输到传感部分7中的传感光纤7-2，圆偏振光通过传感光纤7-2传输到反射镜7-1，在这个光传输过程同时被测导线上流过的电流I产生的磁场作用，偏振光的角度在磁场的作用下发生偏转，再通过反射镜7-1反射，由于光的偏转方向只与磁场方向有关，与光传输方向无关，所以反射后圆偏振光沿着传感光纤原路返回，偏振光在磁场作用下发生二次偏转，使得偏转角加倍，反射后的圆偏振光再通过1/4波片6将圆偏振光转换为线偏振光并通过保偏光纤延迟线5传输到相位调制器4进行光信号的二次调制，再通过光纤起偏器3进行检偏，再通过光纤耦合器2将带有被测电流信息的线偏振光传输到光电探测器12，光电检测器12将光强信号转为电信号传输到信号处理单元11进行解调得到被测电流I。

同时，传感部分7中的N点等角度分布的温度自平衡加热装置7-3中的温度传感器7-3-1实时感测到传感光纤7-2上的温度值T_i(i＝1,2…N)，温度传感器7-3-1将测到的温度值转换为电信号通过传感信号集成总线7-7最终传输到信号处理单元11，信号处理单元11通过温度平衡算法分析传感光纤7-2上的温度分布差异情况，确定传感光纤7-2上最高温度T_imax，将该点的温度值确立为基准值，算得其它各点温度传感器7-3-1采集到的温度Tj(j＝1,2…N，i≠j)与最高温度值T_imax的差异量ΔT_i,j＝T_j-T_imax，并衡量差异量ΔT_i,j与设定阈值T_A的大小，如果差异量小于阈值T_A，则陶瓷加热片7-3-2暂不启动，若差异量ΔT_i,j大于阈值T_A，则信号处理单元11通过开关信号线10给开关模块8中对应的可控开关8-j施加触发信号，将对应的可控开关8-j闭合，供电模块9通过闭合的可控开关8-j给对应的温度自平衡装置7-3中的陶瓷加热片7-3-2供电，陶瓷加热片7-3-2产生热量传导给传感光纤7-2，进而使该点传感光纤7-2升温，当升温过程中该点温度自平衡加热装置7-3中的温度传感器7-3-1检测到该点处传感光纤7-2达到最大值T_imax，信号处理单元11通过开关信号线10给该点对应的开关模块8中的可控开关8-j以断开信号，切断该点的温度自平衡加热装置7-3的供电回路。

另一方面，信号处理单元11检测到各温度自平衡加热装置7-3中的温度传感器7-3-1采集到的最低温度值Timin，若Timin低于低温保护阈值TB，则温度自平衡加热装置7-3进入低温保护模式，此时信号处理单元11通过开关信号线10给所有开关模块8中的可控开关8-1至8-N以触发信号，闭合可控开关8-1至8-N，供电模块9通过闭合的可控开关8-1至8-N给对应的温度自平衡装置7-3中的陶瓷加热片7-3-2供电，陶瓷加热片7-3-2产生热量传导给传感光纤7-2，进而使传感部分7的传感光纤7-2整体升温，当升温过程中哪点温度自平衡加热装置7-3中的温度传感器7-3-1检测到该点处传感光纤7-2达到预设的初始值T_C，信号处理单元11通过开关信号线10给该点对应的开关模块8中的可控开关8-i以断开信号，切断该点的温度自平衡加热装置7-3的供电回路，直到传感光纤7-2上各点的温度传感器7-3-1检测到的温度值都达到初始Tc时，温度自平衡加热装置7-3退出低温保护模式，开关模块8中的可控开关8-1至8-N全部断开，切断供电回路，所有温度自平衡加热装置7-3中的陶瓷加热片7-3-2停止加热工作。

具体实施方式二：结合图1、图2、图5和图6来说明本实施方式：本实施方式与具体实施方式一所述一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置的区别在于，温度自平衡装置7-3中加热装置7-3-2由两个绕线方向相反的加热螺线管组成，产生大小相同方向相反的两个磁场，这两个磁场对互感器的作用可互相抵消，防止加热螺线管7-3-2产生的干扰磁场对全光纤电流互感器的测量结果产生影响，加热螺线管7-3-2等距离摆放于温度传感器7-3-1两侧，可以使温度传感器7-3-1所在的测量点的传感光纤7-2升温更加均衡，当加热螺线管7-3-2工作时，加热螺线管7-3-2通过空气将热量传导至传感光纤7-2，使该测量点的传感光纤7-2升温至目标温度值。其它实施方式与具体实施方式一相同。

虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (8)

1.一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，包括SLD光源(1)、光纤耦合器(2)、光纤起偏器(3)、相位调制器(4)、保偏光纤延迟线(5)、1/4波片(6)、传感部分(7)、信号处理单元(11)和光电探测器(12)，SLD光源(1)和光电探测器(12)与光纤耦合器(2)的输入端相连，光纤起偏器(3)与光纤耦合器(2)的输出端相连，光纤起偏器(3)的另一端接相位调制器(4)，相位调制器(4)的另一端接保偏光纤延迟线(5)，保偏光纤延迟线(5)的另一端接1/4波片(6)，1/4波片(6)的另一端接传感部分(7)，其特征在于：还包括开关模块(8)、供电模块(9)和开关信号线(10)；

所述开关模块(8)的数量为N个，所述供电模块(9)一端接开关模块(8)，所述开关模块(8)连接所述传感部分(7)，所述供电模块(9)的另一端连接传感部分(7)，信号处理单元(11)通过开关信号线(10)与开关模块(8)连接；

所述光纤耦合器(2)、光纤起偏器(3)、相位调制器(4)、保偏光纤延迟线(5)、1/4波片(6)、传感部分(7)、信号处理单元(11)和光电探测器(12)构成信号处理双闭环反馈结构；

所述供电模块(9)、开关模块(8)、传感部分(7)和信号处理单元(11)构成恒温双闭环反馈结构；

所述信号处理单元(11)、开关模块(8)和传感部分(7)构成自平衡加热信号反馈结构；

所述相位调制器(4)、保偏光纤延迟线(5)、1/4波片(6)、传感部分(7)和信号处理单元(11)构成被测电流信号反馈结构；

所述传感部分包括反射镜(7-1)、传感光纤(7-2)、N个相同且等角度分布的温度自平衡加热装置(7-3)、铝合金外壳(7-4)、温度传感器信号线(7-5)、加热器电源线(7-6)、传感信号集成总线(7-7)和电源线集成总线(7-8)；

所述传感光纤(7-2)绕制形成传感环，传感光纤(7-2)的一端接1/4波片(6)，传感光纤(7-2)的另一端连接反射镜反射镜(7-1)，N个温度自平衡加热装置(7-3)等角度均匀分布在传感光纤(7-2)绕制成的传感环上，N个温度自平衡加热装置(7-3)黏合在铝合金外壳(7-4)内部，N个温度自平衡加热装置(7-3)分别通过温度传感器信号线(7-5)与传感信号集成总线(7-7)建立连接，N个温度自平衡加热装置(7-3)分别通过加热器电源线(7-6)与电源线集成总线(7-8)建立连接，传感信号集成总线(7-7)与信号处理单元(11)连接，电源线集成总线(7-8)与供电模块(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，其特征在于：传感部分(7)内嵌温度自平衡加热装置(7-3)，温度自平衡加热装置(7-3)包括温度传感器(7-3-1)、加热装置(7-3-2)、下柔性绝热垫(7-3-3)和上柔性绝热垫(7-3-4)，温度传感器(7-3-1)与传感光纤(7-2)通过树脂黏合，铝合金外壳(7-4)内部一侧采用树脂黏合所述下柔性绝热垫(7-3-3)下侧和所述上柔性绝热垫(7-3-4)上侧；所述下柔性绝热垫(7-3-3)上侧用树脂黏合所述加热装置(7-3-2)下侧，所述加热装置(7-3-2)上侧用树脂黏合传感光纤(7-2)；所述上柔性绝热垫(7-3-4)下侧用树脂黏合所述温度传感器(7-3-1)上侧；所述温度传感器(7-3-1)下侧用树脂黏合传感光纤(7-2)；

所述温度传感器(7-3-1)通过所述温度传感器信号线(7-5)接所述传感信号线集成总线(7-7)；所述加热装置(7-3-2)通过所述加热器电源线(7-6)接所述电源线集成总线(7-8)；

N个开关模块(8)与加热装置(7-3-2)一一对应连接；

所述供电模块(9)、开关模块(8)和传感部分(7)中的加热器电源线(7-6)和加热装置(7-3-2)构成供电回路。

3.根据权利要求2所述的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，其特征在于：加热装置(7-3-2)采用陶瓷加热片，供电模块(9)通过电源线集成总线(7-8)对陶瓷加热片供电，陶瓷加热片逐步升温并加热传感光纤(7-2)至目标温度值。

4.根据权利要求2所述的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感装置，其特征在于：加热装置(7-3-2)由两个绕线方向相反的加热螺线管组成，产生大小相同方向相反的两个磁场，加热螺线管(7-3-2)等距离摆放于温度传感器(7-3-1)两侧。

5.一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感的温度补偿方法，其特征在于：温度传感器(7-3-1)将采集到的实时温度值转换为电信号通过温度传感器信号线(7-5)传递到传感信号集成总线(7-7)并最终将温度信号值传输到信号处理单元(11)，获取传感光纤(7-2)上的温度分布差异情况，依据温度自平衡补偿方法分别控制N个开关模块(8)的开断，进而给对应的加热装置(7-3-2)进行供电，最终对传感光纤(7-2)加热至目标值；其中，温度传感器(7-3-1)和加热装置(7-3-2)实时测量传感光纤(7-2)上的温度并实时对传感光纤(7-2)控温，实现边测温边控温；

温度自平衡补偿方法为：

传感光纤(7-2)绕制形成的传感环上等角度分布N个温度自平衡加热装置(7-3)，每个温度自平衡加热装置(7-3)中的温度传感器(7-3-1)测得该点传感光纤(7-2)的温度值为T_i(i＝1,2...,N)，并通过信号集成总线(7-7)将温度信号传递到信号处理单元(11)，信号处理单元(11)分析传感光纤(7-2)上的温度分布差异情况，确定传感光纤(7-2)上最高温度值T_imax和最低温度值T_imin，并将该点的温度值确立为基准值，算得其它各点温度传感器(7-3-1)采集到的温度T_j(j＝1,2...N,i≠j)与最高温度值T_imax的差异量ΔT_i，j＝T_j-T_imax，并衡量差异量ΔT_i，j与设定阈值T_A的大小；

如果差异量小于阈值T_A，则加热装置(7-3-2)暂不启动；

若差异量ΔT_i，j大于阈值T_A，则信号处理单元(11)通过开关信号线(10)给开关模块(8)中对应的第N个可控开关施加触发信号，将对应的第N个可控开关闭合，供电模块(9)通过闭合的第N个可控开关给对应的温度自平衡加热装置(7-3)中的加热装置(7-3-2)供电，加热装置(7-3-2)产生热量传导给传感光纤(7-2)，进而使该点传感光纤(7-2)升温，当升温过程中该点温度自平衡加热装置(7-3)中的温度传感器(7-3-1)检测到该点处传感光纤(7-2)达到最大值T_imax，信号处理单元(11)通过开关信号线(10)给该点对应的开关模块(8)中的第N个可控开关以断开信号，切断该点的温度自平衡加热装置(7-3)的供电回路；

若T_imin低于低温保护阈值T_B，则温度自平衡加热装置(7-3)进入低温保护模式，此时信号处理单元(11)通过开关信号线(10)给所有开关模块(8)中的第1-N个可控开关以触发信号，闭合第1-N个可控开关，供电模块(9)通过闭合的第1-N个可控开关给对应的温度自平衡装置(7-3)中的加热装置(7-3-2)供电，加热装置(7-3-2)产生热量传导给传感光纤(7-2)，进而使传感部分(7)的传感光纤(7-2)整体升温，当升温过程中其中一点温度自平衡加热装置(7-3)中的温度传感器(7-3-1)检测到该点处传感光纤(7-2)达到预设的初始值T_C，信号处理单元(11)通过开关信号线(10)给该点对应的开关模块(8)中的可控开关以断开信号，切断该点的温度自平衡加热装置(7-3)的供电回路，直到传感光纤(7-2)上各点的温度传感器(7-3-1)检测到的温度值都达到初始T_C时，温度自平衡加热装置(7-3)退出低温保护模式，开关模块(8)中的第1-N个可控开关全部断开，切断供电回路，所有温度自平衡加热装置(7-3)中的加热装置(7-3-2)停止加热工作。

6.根据权利要求5所述的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感的温度补偿方法，其特征在于：温度传感器(7-3-1)的数量为N个，N个温度传感器(7-3-1)等角度分布，任意相邻两个温度传感器的夹角δ大小为：

7.根据权利要求5所述的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感的温度补偿方法，其特征在于：阈值T_A为5至10℃。

8.根据权利要求5所述的一种可主动温度补偿的全光纤电流互感器传感的温度补偿方法，其特征在于：低温保护阈值T_B为-10℃。

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