CN112162228B - 适用于光纤电流传感器的故障预警系统 - Google Patents

适用于光纤电流传感器的故障预警系统 Download PDF

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CN112162228B CN202010961927.7A CN202010961927A CN112162228B CN 112162228 B CN112162228 B CN 112162228B CN 202010961927 A CN202010961927 A CN 202010961927A CN 112162228 B CN112162228 B CN 112162228B
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Abstract

本发明公开了一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，包括相连的故障监测单元和故障信息预警单元；所述故障监测单元与待测光纤电流传感器相连，监测出待测光纤电流传感器的状态参数，并发送至故障信息预警单元；所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，完成光纤电流传感器的故障预警。本发明通过解调光纤电流传感器运行过程中各重要器件的工作状态，如光源偏振特性、光源输出波长、光纤电流传感器调制深度等，并进一步分析光纤电流传感器的状态，形成智能化的状态发展趋势分析，故障预警、故障报警以及故障排查方案制定等。

Description

适用于光纤电流传感器的故障预警系统
技术领域
本发明属于电流传感器的实时监测、故障预警技术领域，具体涉及一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统。
背景技术
电流的测量广泛应用于电力传输、冶金、军事、科研等行业，是工业生产过程中普遍且重要的测量参数。光纤电流传感器(Fiber Optical Current Sensor,FOCS)是一种基于法拉第磁光效应原理的无源式电流互感器，它具有体积小、重量轻、绝缘结构简单、测量动态范围大等优点，在直流输电工程中得到了大量应用。但在其实际运行中，全光纤电流传感器易受温度、振动、干扰、光路损耗等多种因素的影响，特别是光源、光电探测器、光电调制器等光电器件，在室外长期的高低温、湿热等环境的作用下容易发生老化，导致其测量精度下降甚至发生故障事件，从而引起控保系统异常，严重影响换流站的安全稳定运行。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，通过解调光纤电流传感器运行过程中各重要组件的工作状态，如光源偏振特性、光源输出波长、光纤电流传感器调制深度等，并进一步分析系统状态，形成智能化的状态发展趋势分析，故障预警、故障报警以及故障排查方案制定等。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，包括相连的故障监测单元和故障信息预警单元；
所述故障监测单元与待测光纤电流传感器相连，监测出待测光纤电流传感器的状态参数，并发送至故障信息预警单元；
所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，完成光纤电流传感器的故障预警。
可选地，所述光纤电流传感器包括相连的光源和第三光纤耦合器，以及顺次相连的光纤起偏器、调制器、光纤延时环、波片、光纤敏感环、光纤反射镜；所述故障监测单元包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一光电探测器、偏振态分析模块、光谱解调模块和信号处理单元；
所述第一光纤耦合器一端与第三光纤耦合器相连，接收所述光纤电流传感器发出的光源输出光信号，并对其进行分光后，分别送入所述第二光纤耦合器和待测光纤电流传感器；
所述第一光纤耦合器的另一端与所述光纤起偏器相连，用于接收所述光纤电流传感器发出的返回光信号，并对其进行分光后，分别送入待测光纤电流传感器和第一光电探测器；
所述第二光纤耦合器将接收到的光源输出光信号进行分光后，分别送入所述光谱解调模块和偏振态分析模块；
所述信号处理单元接收所述第一光电探测器、偏振态分析模块和光谱解调模块的输出信号，并基于接收到的输出信号计算出待测光纤电流传感器的状态参数，完成光纤电流传感器的状态监测。
可选地，所述第一光纤耦合器的分光比为M：N，其中M>N，与M对应的接口与待测光纤电流传感器相连，与N对应的分别接口与第二光纤耦合器和第一光电探测器相连。
可选地，所述预警规则包括：突变性分析和渐变性分析；
所述突变性分析的过程为：将状态参数的实时监测量与预设的阈值进行比较，若实时监测量超出所述预设的阈值，则发出预警信号；
所述渐变性分析的过程为：对状态参数进行抽样取点，并进行曲线拟合，获得该状态参数的预测值，并将预测值与预设的阈值进行比较，若预测值超出所述预设的阈值，则发出预警信号。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数为光源输出光的波长信息、消光比或偏振度时，则对该状态参数进行突变性分析，当突变性分析的结果为发出预警信号时，同时对该状态参数进行温度相关性分析，若经温度相关性分析后获知，该状态参数的实时监测量仍然超出预设的阈值，则判定光纤电流传感器中的光源的工作状态存在隐患或已经处于非正常工作状态，同时发出提示警告需进一步排查光源或第三光纤耦合器是否出现异常。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数包括待测光纤电流传感器的插入损耗，以及光源输出光的偏振度和消光比时，则对所述插入损耗分别进行突变性分析和渐变性分析，当突变性分析和渐变性分析的结果均为发出预警信号，且所述光源输出光的偏振度和消光比的偏移量均超出预设的阈值时，则判定光纤电流传感器中的光源工作异常，并发出对应的警告，否则，仅仅判定光纤电流传感器中的光纤起偏器之后的光路异常，并发出对应的警告。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数为光源输出光功率，则对该状态参数进行突变性分析和渐变性分析，其中，当突变性分析的结果为发出预警信号时，同时对该状态参数进行温度相关性分析，若经温度相关性分析后获知，该状态参数的实时监测量仍然超出预设的阈值，则判定光纤电流传感器中的光源的工作状态存在隐患或已经处于非正常工作状态，在进行温度相关性分析时，温度阈值是基于该状态参数的温度最高变化量并叠加余量获得的。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数包括光源的返回光功率、输出光功率、消光比和偏振度，以及待测光纤电流传感器插入损耗时，当所述返回光功率超出设定阈值时，则进行以下判断：
判断光源输出光功率是否衰减，若衰减，且超过阈值则发出报警并提示光纤电流传感器中的光源光功率低；
当所述插入损耗超过阈值，且判断光源输出光的消光比和偏振度超过阈值，则判定光纤电流传感器中的光源工作异常。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数包括光纤电流传感器的待测电流幅值、光源光功率、返回光功率，且所述待测电流幅值发生漂移时，则进行以下判断：
当判断出环境温度发生突变，且变化量大于阈值，则表示光纤电流传感器的温度特性可能发生变化，需要给出到温度冲击光纤电流传感器工作异常的预警提示；
进一步，若判断出光源光功率发生突变，则表示光纤电流传感器的光源工作异常，并给出故障排查提示；若判断出光源光功率未发生突变，则判断返回光功率是否发生变化，若返回光功率不变则为正常，否则判定光纤电流传感器工作出现异常。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数为调制深度，且所述调制深度的偏移量超过设定阈值时，则判断调制器或是调制电路工作异常，直接报警并给出故障提示；若所述调制深度存在频繁大幅调节，说明光纤电流传感器的工作状态不稳定，需报警提示。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数包括第一光电探测器输出的电压信号的信噪比、光源输出光的偏振态和消光时，将所述第一光电探测器输出的电压信号的信噪比与预设的阈值相比较，若超过预设的阈值时，则发出报警信号，同时，判断光源输出光的偏振态和消光比是否发生波动，若二者之一发生的波动大于设定的阈值，则表示光源工作异常。
可选地，当所述故障监测单元输出的状态参数为光纤电流传感器中待测电流信号的信噪比、第一光电探测器输出的电压信号、返回光功率时，当所述待测电流信号的信噪比低于预设的阈值时，则判断第一光电探测器输出的电压信号的信噪比是否低于预设的阈值，如果低于预设的阈值则判定第一光电探测器出现问题，如果没超过则判断返回光功率是否发生大幅波动，如果是则判定光纤电流传感器工作不稳定，需要排查问题，如果光功率没有发生大幅波动，则判定待测光纤电流传感器的待测电流信号源本身出现问题，无需报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，通过解调光纤电流传感器运行过程中各重要组件的工作状态，如光源偏振特性、光源输出波长、光纤电流传感器调制深度等，并进一步分析系统状态，形成智能化的状态发展趋势分析，故障预警、故障报警以及故障排查方案制定等。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的故障监测单元的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的故障监测单元进行状态参数计算示意图；
图3为本发明一种实施例的故障预警示意图；
图4为本发明一种实施例的故障分析流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
本发明中提供了一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，包括相连的故障监测单元17和故障信息预警单元(图中未示出)；
所述故障监测单元17与待测光纤电流传感器相连，监测出待测光纤电流传感器的状态参数，并发送至故障信息预警单元；
所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，完成光纤电流传感器的故障预警。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述光纤电流传感器包括相连的光源1和第三光纤耦合器2，以及顺次相连的光纤起偏器3、调制器4、光纤延时环5、波片6、光纤敏感环7和光纤反射镜8；所述第三光纤耦合器2上还连接有第二光电探测器9；所述故障监测单元17包括第一光纤耦合器10、第二光纤耦合器11、第一光电探测器14、偏振态分析模块13、光谱解调模块12和信号处理单元15；
所述第一光纤耦合器10一端与第三光纤耦合器2相连，接收待测光纤电流传感器发出的光源输出光信号，并对其进行分光后，分别送入所述第二光纤耦合器11和待测光纤电流传感器；
所述第一光纤耦合器10的另一端与所述光纤起偏器3相连，用于接收待测光纤电流传感器发出的返回光信号，并对其进行分光后，分别送入待测光纤电流传感器和第一光电探测器14；
所述第二光纤耦合器11将接收到的光源输出光信号进行分光后，分别送入所述光谱解调模块12和偏振态分析模块13；
所述信号处理单元15接收所述第一光电探测器14、偏振态分析模块13和光谱解调模块12的输出信号，并基于接收到的输出信号计算出待测光纤电流传感器的状态参数，完成光纤电流传感器的状态检测。
所述预警规则包括：突变性分析和渐变性分析；
所述突变性分析的过程为：将状态参数的实时监测量与预设的阈值进行比较，若实时监测量超出所述预设的阈值，则发出预警信号；
所述渐变性分析的过程为：对状态参数进行抽样取点，并进行曲线拟合，获得该状态参数的预测值，并将预测值与预设的阈值进行比较，若预测值超出所述预设的阈值，则发出预警信号。
具体地，如图2-4所示，所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，具体包括以下过程：
当所述故障监测单元输出的状态参数为光源输出光的波长信息、消光比或偏振度时，则对该状态参数进行突变性分析，当突变性分析的结果为发出预警信号时，同时对该状态参数进行温度相关性分析，若经温度相关性分析后获知，该状态参数的实时监测量仍然超出预设的阈值，则判定光源的工作状态存在隐患或已经处于非正常工作状态，同时发出提示警告需进一步排查光源或第三光纤耦合器是否出现异常。
当所述故障监测单元输出的状态参数包括待测光纤电流传感器的插入损耗，以及光源输出光的偏振度和消光比时，则对所述插入损耗分别进行突变性分析和渐变性分析，当突变性分析和渐变性分析的结果均为发出预警信号时，且所述光源输出光的偏振度和消光比的偏移量均超出设定的阈值，则判定光源工作异常，并发出对应的警告，否则，仅仅判定所述光纤起偏器之后的光路异常，并发出对应的警告。
当所述故障监测单元输出的状态参数为光源输出光功率，则对该状态参数进行突变性分析和渐变性分析，其中，当突变性分析的结果为发出预警信号时，同时对该状态参数进行温度相关性分析，若经温度相关性分析后获知，该状态参数的实时监测量仍然超出预设的阈值，则判定光源的工作状态存在隐患或已经处于非正常工作状态，在进行温度相关性分析时，温度阈值是基于该状态参数的温度最高变化量并叠加余量获得的。
当所述故障监测单元输出的状态参数包括光源的返回光功率、输出光功率、消光比和偏振度，以及待测光纤电流传感器插入损耗时，当所述返回光功率超出设定阈值时，则进行以下判断：
判断光源输出光功率是否衰减，若衰减且超过阈值则发出报警并提示光源光功率低；
当所述插入损耗超过阈值，且判断光源输出光的消光比和偏振度超过阈值，则判定所述光源工作异常。
当所述故障监测单元输出的状态参数包括光纤电流传感器的待测电流幅值、光源光功率、返回光功率，且所述待测电流幅值发生漂移时，则进行以下判断，所述的待测电流幅值可基于电流相位角计算获得：
当判断出环境温度发生突变，且变化量大于阈值则表示光纤电流传感器的温度特性可能发生变化，需要给出到温度冲击光纤电流传感器工作异常的预警提示；
进一步，若判断出光源光功率发生突变，则表示光源工作异常，并给出故障排查提示；若判断出光源光功率未发生突变，则判断返回光功率是否发生变化，若返回光功率不变则为正常，否则光纤电流传感器工作出现异常。
当所述故障监测单元输出的状态参数为调制深度，且所述调制深度的偏移量超过设定阈值时，则判断调制器或是调制电路工作异常，直接报警并给出故障提示；若所述调制深度存在频繁大幅调节，说明光纤电流传感器的工作状态不稳定，需报警提示。
当所述故障监测单元输出的状态参数包括第一光电探测器输出的电压信号的信噪比、光源输出光的偏振态和消光时，将所述第一光电探测器输出的电压信号的信噪比与预设的阈值相比较，若超过预设的阈值时，则发出报警信号，同时，判断光源输出光的偏振态和消光比是否发生波动，若二者之一发生的波动大于设定的阈值，则表示光源工作异常。
当所述故障监测单元输出的状态参数为光纤电流传感器中待测电流信号的信噪比、第一光电探测器输出的电压信号、返回光功率时，当所述待测电流信号的信噪比低于预设的阈值时，则判断第一光电探测器输出的电压信号的信噪比是否低于预设的阈值，如果低于预设的阈值则判定第一光电探测器出现问题，如果没超过则判断返回光功率是否发生大幅波动，如果是则判定光纤电流传感器工作不稳定，需要排查问题，如果光功率没有发生大幅波动，则判定待测光纤电流传感器的待测电流信号源本身出现问题，无需报警。
如图1所示，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第一光纤耦合器10为2x2型光纤耦合器，其中一端的两个接口分别与第一光电探测器14和待测光纤电流传感器相连，另一端的两个接口分别与第二光纤耦合器11和待测光纤电流传感器相连。所述第二光纤耦合器11为2x2型光纤耦合器，其中一端的两个接口分别与所述偏振态分析模块13和光谱解调模块12，另一端的其中一个接口与所述第一光纤耦合器10相连。
由于本发明实施例中的用于光纤电流传感器的状态监测装置，仅需要从待测光纤电流传感器中采集少量的光信号，因此，所述第一光纤耦合器10的分光比为M：N，其中M>N，与M对应的接口与待测光纤电流传感器相连，与N对应的分别接口与第二光纤耦合器11和第一光电探测器14相连，实现将分光信号送入第二光纤耦合器11或第一光电探测器14。在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第一光纤耦合器1010的分光比为90：10，90％的光源输出光信号被送入待测光纤电流传感器，10％的光源输出光信号被送入第二光纤耦合器11；90％的返回光信号被送入待测光纤电流传感器，10％的返回光信号被送入第一光电探测器14。所述第二光纤耦合器11和第三光纤耦合器2的分光比均为50：50。在本发明实施例的其他实施方式中，所述第一光纤耦合器10的分光比还可以是80:20或70:30。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述光谱解调模块12实时监测并解调出光纤电流传感器中光源输出光信号的光谱和光功率；所述信号处理单元15基于所述光谱和光功率，计算出光源输出峰值波长(光功率最高点即上传光谱最大点，对应的波长)、中心波长(峰值波长对应光功率值的一半对应的下限波长值和上限波长值的平均值)和平均波长(光源1所有光谱分量的加权平均值)，所述平均波长的计算公式为：
Figure BDA0002680875020000071
，式中，Pn是波长为λn的光的光功率。
所述信号处理单元15基于所述光谱中半峰值光功率所对应的两个波长之差，计算出光源输出谱宽，所述光源输出谱宽是光源1的其中一个指标，可用于衡量光源1状态。
所述偏振态分析模块13实时监测并解调出光纤电流传感器中光源输出光信号的偏振态参数(包括偏振度，消光比等)，且可以直接获得光源输出光功率信息，并上传至所述信号处理单元15。
所述第一光电探测器14将接收到的返回光信号转换为电压信号，并上传至信号处理单元15；所述信号处理单元15基于所述电压信号计算出光纤电流传感器的渡越时间，所述渡越时间的计算过程包括：
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000072
计算出a02，式中，VD为第一光电探测器14上传的电压信号，ωm为施加在调制器4上的调制信号的圆频率；
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000073
计算出b02，
将所述a02和b02带入
Figure BDA0002680875020000074
计算出光纤电流传感器的渡越时间τ。
所述第一光电探测器14将接收到的返回光信号转换为电压信号，并上传至信号处理单元15；
所述信号处理单元15还可以基于所述电压信号计算出光纤电流传感器的调制深度，所述调制深度的计算过程包括：
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000081
计算出a02，式中，VD为第一光电探测器14上传的电压信号，ωm为施加在调制器4上的调制信号的圆频率；
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000082
计算出b02；
将所述a02和b02带入
Figure BDA0002680875020000083
计算出调制信号的二次谐波幅值S2；
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000084
计算出a04，
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000085
计算出b04；
将所述a04和b04带入
Figure BDA0002680875020000086
计算出调制信号的四次谐波幅值S4；
根据第一类Bessel函数将第一光电探测器14上传的电压信号展开，二次谐波与四次谐波幅值比值与调制深度的对应关系为：
Figure BDA0002680875020000087
式中J2为2阶第一类Bessel函数，J4为4阶第一类Bessel函数，
Figure BDA00026808750200000817
为调制深度，根据J2/J4与调制深度
Figure BDA00026808750200000819
的对应关系，通过查表可以直接获取当前调制深度值
Figure BDA00026808750200000818
所述信号处理单元15基于所述调制深度，计算出光纤电流传感器的电流相位角，所述电流相位角的计算过程包括：
根据第一类Bessel函数二次谐波与一次谐波幅值比值与调制深度的对应关系并结合权利要求11获取的调制深度
Figure BDA0002680875020000088
值可以通过查表的方式获取当前
将所述电压信号带入
Figure BDA0002680875020000089
计算出a01；
将所述电压信号带入
Figure BDA00026808750200000810
计算出b01；
将所述a01和b01带入
Figure BDA00026808750200000811
计算出调制信号的一次谐波幅值S1；
根据第一类Bessel函数将第一光电探测器14上传的电压信号展开，一次谐波与二次谐波幅值比值为：
Figure BDA00026808750200000812
式中J1为1阶第一类Bessel函数，
Figure BDA00026808750200000813
为调制深度，
Figure BDA00026808750200000814
为电流相位角，
Figure BDA00026808750200000815
的表达式为：
Figure BDA00026808750200000816
根据比值J1/J2与调制深度
Figure BDA0002680875020000091
的对应关系，在已知调制深度值
Figure BDA0002680875020000092
时，直接计算出当前J1/J2值。
所述信号处理单元15基于所述渡越时间τ、调制深度
Figure BDA0002680875020000093
和电流相位角
Figure BDA0002680875020000094
以及返回光功率和光源输出光功率，计算出光纤电流传感器的插入损耗α，所述插入损耗的具体计算公式为：
Figure BDA0002680875020000095
式中，P0为光源输出光功率，K0为第一光电探测器14的光电转换系数，VD为第一光电探测器14上传的电压信号，其表达式为：
Figure BDA0002680875020000096
所述信号处理单元15还对所述第一光电探测器14上传的返回光信号，利用快速傅里叶变换计算出信号频谱信息，进而基于所述信号频谱信息计算出第一光电探测器输出的电压信号的信噪比，计算公式为：
Figure BDA0002680875020000097
式中，s(l)为信号的频谱峰值，∑s2(f)为信号频谱的总能量，该信噪比计算公式也适用于计算光纤电流传感器中待测电流信号的信噪比。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：包括相连的故障监测单元和故障信息预警单元；
所述故障监测单元与待测光纤电流传感器相连，监测出待测光纤电流传感器的状态参数，并发送至故障信息预警单元；
所述故障信息预警单元基于与各状态参数对应的预警规则对各状态参数进行预警判断，并根据预警判断结果执行响应的预警动作，完成光纤电流传感器的故障预警；
所述光纤电流传感器包括相连的光源和第三光纤耦合器，以及顺次相连的光纤起偏器、调制器、光纤延时环、波片、光纤敏感环、光纤反射镜；所述故障监测单元包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一光电探测器、偏振态分析模块、光谱解调模块和信号处理单元；
所述第一光纤耦合器一端与第三光纤耦合器相连，接收所述光纤电流传感器发出的光源输出光信号，并对其进行分光后，分别送入所述第二光纤耦合器和待测光纤电流传感器；
所述第一光纤耦合器的另一端与所述光纤起偏器相连，用于接收所述光纤电流传感器发出的返回光信号，并对其进行分光后，分别送入待测光纤电流传感器和第一光电探测器；
所述第二光纤耦合器将接收到的光源输出光信号进行分光后，分别送入所述光谱解调模块和偏振态分析模块；
所述信号处理单元接收所述第一光电探测器、偏振态分析模块和光谱解调模块的输出信号，并基于接收到的输出信号计算出待测光纤电流传感器的状态参数，完成光纤电流传感器的状态监测；
所述预警规则包括：突变性分析和渐变性分析；
所述突变性分析的过程为：将状态参数的实时监测量与预设的阈值进行比较，若实时监测量超出所述预设的阈值，则发出预警信号；
所述渐变性分析的过程为：对状态参数进行抽样取点，并进行曲线拟合，获得该状态参数的预测值，并将预测值与预设的阈值进行比较，若预测值超出所述预设的阈值，则发出预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：所述第一光纤耦合器的分光比为M：N，其中M>N，与M对应的接口与待测光纤电流传感器相连，与N对应的分别接口与第二光纤耦合器和第一光电探测器相连。
3.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于，当所述故障监测单元输出的状态参数为光源输出光的波长信息、消光比或偏振度时，则对该状态参数进行突变性分析，当突变性分析的结果为发出预警信号时，同时对该状态参数进行温度相关性分析，若经温度相关性分析后获知，该状态参数的实时监测量仍然超出预设的阈值，则判定光纤电流传感器中的光源的工作状态存在隐患或已经处于非正常工作状态，同时发出提示警告需进一步排查光源或第三光纤耦合器是否出现异常。
4.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于，当所述故障监测单元输出的状态参数包括待测光纤电流传感器的插入损耗，以及光源输出光的偏振度和消光比时，则对所述插入损耗分别进行突变性分析和渐变性分析，当突变性分析和渐变性分析的结果均为发出预警信号，且所述光源输出光的偏振度和消光比的偏移量均超出预设的阈值时，则判定光纤电流传感器中的光源工作异常，并发出对应的警告，否则，仅仅判定光纤电流传感器中的光纤起偏器之后的光路异常，并发出对应的警告。
5.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：当所述故障监测单元输出的状态参数为光源输出光功率，则对该状态参数进行突变性分析和渐变性分析，其中，当突变性分析的结果为发出预警信号时，同时对该状态参数进行温度相关性分析，若经温度相关性分析后获知，该状态参数的实时监测量仍然超出预设的阈值，则判定光纤电流传感器中的光源的工作状态存在隐患或已经处于非正常工作状态，在进行温度相关性分析时，温度阈值是基于该状态参数的温度最高变化量并叠加余量获得的。
6.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于，当所述故障监测单元输出的状态参数包括光源的返回光功率、输出光功率、消光比和偏振度，以及待测光纤电流传感器插入损耗时，当所述返回光功率超出设定阈值时，则进行以下判断：
判断光源输出光功率是否衰减，若衰减，且超过阈值则发出报警并提示光纤电流传感器中的光源光功率低；
当所述插入损耗超过阈值，且判断光源输出光的消光比和偏振度超过阈值，则判定光纤电流传感器中的光源工作异常。
7.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：当所述故障监测单元输出的状态参数包括光纤电流传感器的待测电流幅值、光源光功率、返回光功率，且所述待测电流幅值发生漂移时，则进行以下判断：
当判断出环境温度发生突变，且变化量大于阈值，则表示光纤电流传感器的温度特性可能发生变化，需要给出到温度冲击光纤电流传感器工作异常的预警提示；
进一步，若判断出光源光功率发生突变，则表示光纤电流传感器的光源工作异常，并给出故障排查提示；若判断出光源光功率未发生突变，则判断返回光功率是否发生变化，若返回光功率不变则为正常，否则判定光纤电流传感器工作出现异常。
8.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：当所述故障监测单元输出的状态参数为调制深度，且所述调制深度的偏移量超过设定阈值时，则判断调制器或是调制电路工作异常，直接报警并给出故障提示；若所述调制深度存在频繁大幅调节，说明光纤电流传感器的工作状态不稳定，需报警提示。
9.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：当所述故障监测单元输出的状态参数包括第一光电探测器输出的电压信号的信噪比、光源输出光的偏振态和消光时，将所述第一光电探测器输出的电压信号的信噪比与预设的阈值相比较，若超过预设的阈值时，则发出报警信号，同时，判断光源输出光的偏振态和消光比是否发生波动，若二者之一发生的波动大于设定的阈值，则表示光源工作异常。
10.根据权利要求1所述的一种适用于光纤电流传感器的故障预警系统，其特征在于：当所述故障监测单元输出的状态参数为光纤电流传感器中待测电流信号的信噪比、第一光电探测器输出的电压信号、返回光功率时，当所述待测电流信号的信噪比低于预设的阈值时，则判断第一光电探测器输出的电压信号的信噪比是否低于预设的阈值，如果低于预设的阈值则判定第一光电探测器出现问题，如果没超过则判断返回光功率是否发生大幅波动，如果是则判定光纤电流传感器工作不稳定，需要排查问题，如果光功率没有发生大幅波动，则判定待测光纤电流传感器的待测电流信号源本身问题，与光纤电流传感器无关，故无需报警。
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