CN113138302B - 一种光学电流互感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光学电流互感器。所述光学电流互感器包括光路、3×3光纤耦合器、分束器、光纤传感环和信号处理器，所述光路产生入射正交线偏光；经过所述3×3光纤耦合器后输出两正交线偏光；所述分束器将所述两正交线偏光合束并输出合束正交线偏光；经过所述光纤传感环的λ/4波片后，输出两正交圆偏光，沿所述光纤传感环的传感光纤传输，在传感光纤的末端被反射镜反射沿原路返回，返回的两反射正交圆偏光再次经过所述光纤传感环的λ/4波片后变成两返回正交线偏光，经过所述分束器和所述3×3光纤耦合器后，返回所述光路形成三路干涉光信号；所述信号处理器对三路干涉光信号进行解调处理，确定位于光纤传感环中的一次导体的被测电流。

Description

一种光学电流互感器

技术领域

本申请涉及光学电流传感器技术领域，具体涉及一种成本较低可靠性高的提供无源相位偏置的互易型全光纤光学电流互感器。

背景技术

光学电流互感器具有体积小、重量轻，绝缘结构简单，无磁饱和和铁磁谐振以及二次开路等问题，一次端是无源的，安全且绿色环保，且便于数字化，更能适应电力系统的需求。光学电流互感器按光路结构可分为磁光玻璃式和全光纤两类，全光纤式电流互感器利用光纤作为电流传感材料，系统各元件均是通过光纤熔接连接而成，无分立元件，结构简单，抗振动能力强，连接可靠，长期稳定性好，是电流互感器制造商重点研发的方向。

目前研究较多的是基于相位调制器的光学电流互感器，其互易反射干涉仪结构的系统光路完全对称，两束偏振光始终在同一根光纤的两个正交模式上传输，大多数干扰如振动等由于其良好的互易性而得到很好地抑制，只有由于Faraday效应在一次导体周围的光纤传感环中产生的与电流成正比的相移是非互易的，因而这种光学电流互感器能排除振动、温度等环境因素的干扰，较好地探测出电流信息。

基于相位调制器的全光纤式光学电流互感器其一次端只有光纤是无源的，抗电磁干扰能力强，目前已有商用产品，近年来在特高压输电系统中得到了越来越多的应用。目前商用的全光纤电流互感器均采用有源光学相位调制技术，需要使用宽带光源11和光相位调制器15以及较长的保偏光纤延迟线和低噪声的光电探测器16，具体构成如图1所示。相位调制器15的加入是为了引入相位偏置，将系统的工作点移到灵敏度高的线性区。

目前该类型产品采用的相位调制器15主要有LiNbO3相位调制器或者压电陶瓷(PZT)相位调制器。LiNbO3相位调制器制作工艺复杂，成品率低，价格高，半波电压易受温度影响，且易受环境湿度等因素影响导致失效。PZT相位调制器也有易受温度影响性能不稳定的缺点。与相位调制器配合使用的保偏光纤一般需要几百米，因而目前商用的全光纤电流互感器的成本相当高，这是导致全光纤电流互感器目前未在低压输配电系统使用的主要原因。虽然其一次端是无源的光纤传感环，性能较稳定；但LiNbO3相位调制器和PZT调制器可能会影响二次端的稳定性，这也是全光纤电流互感器稳定性有待进一步提高的主要原因。

发明内容

本申请实施例提供了一种光学电流互感器，包括光路、3×3光纤耦合器、分束器、光纤传感环、信号处理器，所述光路产生入射正交线偏光；所述3×3光纤耦合器的一边的第一端连接所述光路，所述入射正交线偏光经过所述3×3光纤耦合器后，所述3×3光纤耦合器的另一边的两端分别输出两正交线偏光；所述分束器的第一端、第二端分别连接所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端，将所述两正交线偏光合束并从所述分束器的第三端输出合束正交线偏光；所述光纤传感环连接所述分束器的第三端，所述合束正交线偏光经过所述光纤传感环的λ/4波片后，输出两正交圆偏光，所述两正交圆偏光沿所述光纤传感环的传感光纤传输，在所述传感光纤的末端被反射镜反射沿原路返回，返回的两反射正交圆偏光再次经过所述光纤传感环的λ/4波片后变成两返回正交线偏光，所述两返回正交线偏光经过所述分束器和所述3×3光纤耦合器后，所述3×3光纤耦合器的第一端、第二端、第三端输出三路光信号返回所述光路形成三路干涉光信号；所述信号处理器连接所述光路，对三路所述干涉光信号进行解调处理，确定位于所述光纤传感环中的一次导体的被测电流。

根据一些实施例，所述光路包括光源、耦合器、第一起偏器、第一偏振分光器、第二起偏器、第二偏振分光器、第三起偏器、第三偏振分光器，所述光源发光；所述耦合器的第一端连接所述光源，将所述光导出到所述耦合器的第二端；所述第一起偏器的一端连接所述耦合器的第二端，所述光经所述耦合器后进入所述第一起偏器，产生线偏光；所述第一偏振分光器的一端连接所述第一起偏器的第二端，另一端连接所述3×3光纤耦合器的第一端，所述线偏光经过所述第一偏振分光器后分成所述入射正交线偏光；第二偏振分光器的一端连接所述3×3光纤耦合器的第二端；第二起偏器的第二端连接所述第二偏振分光器的另一端；第三偏振分光器的一端连接所述3×3光纤耦合器的第三端；第三起偏器的第二端连接所述第三偏振分光器的另一端；所述3×3光纤耦合器第一端返回的第一路光信号通过所述第一偏振分光器、所述第一起偏器和所述耦合器后成为第一干涉光信号；所述3×3光纤耦合器第二端返回的第二路光信号通过所述第二偏振分光器、所述第二起偏器后成为第二干涉光信号；所述3×3光纤耦合器第三端返回的第三路光信号通过所述第三偏振分光器、所述第三起偏器后成为第三干涉光信号。

根据一些实施例，所述信号处理器包括第一探测器、第二探测器、第三探测器和信号处理电路，所述第一探测器连接所述第一起偏器的第一端，所述第一探测器对所述第一干涉光信号进行光电转换，输出第一电信号；所述第二探测器连接所述第二起偏器的第一端，所述第二探测器对所述第二干涉光信号进行光电转换，输出第二电信号；所述第三探测器连接所述第二起偏器的第一端，所述第三探测器对所述第三干涉光信号进行光电转换，输出第三电信号；所述信号处理电路接收并解调处理所述第一电信号、所述第二电信号、所述第三电信号，基于所述第一电信号、所述第二电信号、所述第三电信号，确定位于所述光纤传感环中的一次导体的被测电流。

根据一些实施例，所述信号处理器还包括驱动电路，所述驱动电路驱动所述光源发出所述光。

根据一些实施例，所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端之一端与所述分束器的第一端通过保偏光纤按0度对接，所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端之另一端与所述分束器的第二端通过保偏光纤按0度对接。

根据一些实施例，所述3×3光纤耦合器的第四端与所述分束器的第一端连接的端口光纤，与所述3×3光纤耦合器第六端与所述分束器的第二端连接的端口光纤长度相等，且盘绕于同一位置。

根据一些实施例，所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端的端口分光比相同或相近。

根据一些实施例，所述分束器的第一端和第二端的端口分光比相同或相近。

根据一些实施例，所述光纤传感环包括λ/4波片、传感光纤和反射镜，所述λ/4波片连接所述分束器的第三端，将所述合束正交线偏光变为所述两正交圆偏光；所述传感光纤连接所述λ/4波片，传播所述两正交圆偏光；所述反射镜位于所述传感光纤的末端，反射所述两正交圆偏光，使其返回并沿所述传感光纤传输。

根据一些实施例，所述分束器包括：2×2保偏光纤分束器或保偏光纤耦合器。

根据一些实施例，所述耦合器包括：分束器、光环行器、2×2耦合器的至少一种。

本申请实施例提供的技术方案，针对全光纤电流互感器的成本高和相位调制器稳定性问题，提出一种成本低、可靠性高的光学电流互感器解决方案。采用3×3保偏光纤耦合器7和分束器8以及带有反射镜23的光纤传感环2构成了互易结构的全光纤电流互感器，光路系统中两束正交偏振光通过的路径一样，光路系统具有良好的互易性和很强的抗干扰能力，振动、应力和温度等环境因素对光学电流互感器影响基本可以消除。另外，通过3×3保偏光纤耦合器7引入无源的相位偏置使光学电流互感器系统工作在响应灵敏度较高的点上，避免使用价格昂贵且可靠性不高的LiNbO相位调制器或者温度稳定性差的PZT相位调制器，光学电流互感器成本更低、可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是目前商用的一种全光纤电流互感器的构成示意图。

图2是本申请实施例提供的一种光学电流互感器的构成示意图。

图3是本申请实施例提供的另一种光学电流互感器的构成示意图。

附图标记说明：

1.光路；11.光源；12.耦合器；131.第一起偏器；132.第二起偏器；133.第三起偏器；141.第一偏振分光器；142.第二偏振分光器；143.第三偏振分光器；15.相位调制器；16.光电探测器；2.光纤传感环；21.λ/4波片；22.传感光纤；23.反射镜；24.一次导体；3.信号处理器；311.第一光电探测器；312.第二光电探测器；313.第三光电探测器；32.信号处理电路；5.保偏光纤0度对接；7.3×3光纤耦合器；8.分束器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

图2是本申请实施例提供的一种光学电流互感器的构成示意图。

光学电流互感器包括光路1、3×3光纤耦合器7、分束器8、光纤传感环2和信号处理器3。

分束器8包括但不限于2×2保偏光纤分束器或保偏光纤耦合器。

设3×3光纤耦合器7左侧三个端口自上而下分别为第一端、第二端、第三端，右侧三个端口自上而下分别为第四端、第五端、第六端。2×2分束器8左侧二个端口自上而下分别为第一端、第二端，右侧二个端口自上而下分别为第三端、第四端。

3×3光纤耦合器7的一边的第一端连接光路1。分束器8的第一端、第二端分别连接3×3光纤耦合器7的另一边的两端如第四端和第六端，3×3光纤耦合器7的第四端与分束器8的第一端通过保偏光纤按0度对接5连接，3×3光纤耦合器7的第六端与分束器8的第二端通过保偏光纤0度对接5连接。其中，要求3×3光纤耦合器7的第四端和第六端的端口分光比相同或相近。分束器8的第一端和第二端的端口分光比相同或相近。相近的程度保持在分光比的相对误差为±10％以内。3×3光纤耦合器7的第五端与分束器8的没有用到的剩余端进行斜切或者高回损处理。

光纤传感环2包括λ/4波片21、传感光纤22、反射镜23。

λ/4波片21与分束器8右侧的第三端连接，包括但不限于熔接，将合束正交线偏光变为两正交圆偏光。传感光纤22连接λ/4波片21，包括但不限于熔接，传播两正交圆偏光。反射镜23位于传感光纤22的末端，反射两正交圆偏光，使其返回并沿传感光纤22传输。

光学电流传感器的具体工作过程如下。光路1产生入射正交线偏光。入射正交线偏光经过3×3光纤耦合器7后，3×3光纤耦合器7后的第四端和第六端分别输出两正交线偏光。分束器8将两正交线偏光合束并从分束器8的第三端输出合束正交线偏光。合束正交线偏光经过光纤传感环2的λ/4波片21后，输出两正交圆偏光。两正交圆偏光沿光纤传感环2的传感光纤22传输，由于法拉第效应，在传感光纤22中，两正交圆偏光一个传播速度变快，另一个传播速度变慢，从而产生相位差。两正交圆偏光在传感光纤22的末端被反射镜23反射后，两正交圆偏光的偏振模式互换，左旋圆偏光变成右旋圆偏光，右旋圆偏光变成左旋圆偏光，并沿原路返回。

两反射正交圆偏光返回时一次电流的磁场方向不变，而两圆偏振光的传播方向改变且偏振态变化，所以法拉第效应产生的相位差会加倍。再次经过光纤传感环2的λ/4波片21后变成两返回正交线偏光，且相对前进过程中偏振方向互换。两返回正交线偏光经过分束器8和3×3光纤耦合器7后，3×3光纤耦合器7的第一端、第二端、第三端输出三路光信号返回光路1形成三路干涉光信号。信号处理器连接光路1，对三路干涉光信号进行解调处理，确定位于光纤传感环2中的一次导体的被测电流。

设3×3光纤耦合器7的第四端和2×2分束器8的第一端构成的光路通道为光通道I，其光纤总长度为L1。3×3光纤耦合器7的第六端和2×2分束器8的第二端构成的光路通道为光通道II，其光纤总长度为L2。若2×2分束器8的第一端和第二端分光比相同，且3×3光纤耦合器7的第四端和第六端分光比相同，且控制光纤长度L1和L2相等时，则进入3×3光纤耦合器7的第一端X光和Y光，返回时3×3光纤耦合器7第一端输出的两偏振光变为Y光和X光，二者偏振态互换，整个系统的光路通道是互易的。

整个系统的光路通道是互易的，使两束正交偏振光通过的路径一样，光路系统具有良好的互易性和很强的抗干扰能力。振动、应力和温度等环境因素对光学电流互感器影响基本可以消除。

本实施例提供的技术方案，针对全光纤电流互感器的成本高和相位调制器稳定性问题，提出一种成本低、可靠性高的光学电流互感器解决方案。采用3×3保偏光纤耦合器7和分束器8以及带有反射镜23的光纤传感环2构成了互易结构的全光纤电流互感器，光路系统中两束正交偏振光通过的路径一样，光路系统具有良好的互易性和很强的抗干扰能力，振动、应力和温度等环境因素对光学电流互感器影响基本可以消除。另外，通过3×3保偏光纤耦合器7引入无源的相位偏置使光学电流互感器系统工作在响应灵敏度较高的点上，提高系统的响应灵敏度，避免使用价格昂贵且可靠性不高的LiNbO相位调制器或者温度稳定性差的PZT相位调制器，光学电流互感器成本更低、可靠性高。

图3是本申请实施例提供的另一种光学电流互感器的构成示意图。

光学电流互感器包括光路1、3×3光纤耦合器7、分束器8、光纤传感环2和信号处理器3。

耦合器12包括但不限于分束器、光环行器、2×2耦合器的至少一种。分束器8包括但不限于2×2保偏光纤分束器或保偏光纤耦合器。

设3×3光纤耦合器7左侧三个端口自上而下分别为第一端、第二端、第三端，右侧三个端口自上而下分别为第四端、第五端、第六端。2×2分束器8左侧二个端口自上而下分别为第一端、第二端，右侧二个端口自上而下分别为第三端、第四端。

3×3光纤耦合器7的一边的第一端连接光路1。分束器8的第一端、第二端分别连接3×3光纤耦合器7的另一边的两端如第四端和第六端，3×3光纤耦合器7的第四端与分束器8的第一端通过保偏光纤0度对接，如5所示，3×3光纤耦合器7的第六端与分束器8的第二端通过保偏光纤0度对接，如5所示。其中，要求3×3光纤耦合器7的第四端和第六端的端口分光比相同或相近。分束器8的第一端和第二端的端口分光比相同或相近。相近的程度保持在分光比的相对误差为±10％以内。3×3光纤耦合器7的第五端与分束器8的没有用到的剩余端进行斜切或者高回损处理。

光路1包括光源11、耦合器12、第一起偏器131、第一偏振分光器141、第二起偏器132、第二偏振分光器142、第三起偏器133和第三偏振分光器143。

耦合器12的第一端连接光源11。第一起偏器131的一端连接耦合器12的第二端。第一偏振分光器141的一端连接第一起偏器131的第二端，另一端连接3×3光纤耦合器7的第一端。第二偏振分光器142的一端连接3×3光纤耦合器7的第二端。第二起偏器132的第二端连接第二偏振分光器142的另一端。第三偏振分光器的一端连接3×3光纤耦合器7的第三端。第三起偏器133的第二端连接第三偏振分光器143的另一端。

光纤传感环2包括λ/4波片21、传感光纤22、反射镜23。

λ/4波片21与分束器8右侧的第三端连接，包括但不限于熔接，将合束正交线偏光变为两正交圆偏光。传感光纤22连接λ/4波片21，包括但不限于熔接，传播两正交圆偏光。反射镜23位于传感光纤22的末端，反射两正交圆偏光，使其返回并沿传感光纤22传输。

信号处理器包括第一探测器311、第二探测器312、第三探测器313和信号处理电路32。

第一探测器311连接第一起偏器131的第一端。第二探测器312连接第二起偏器132的第一端。第三探测器313连接第三起偏器133的第一端。信号处理电路32连接第一探测器311、第二探测器312、第三探测器313。

可选地，信号处理器还包括驱动电路，驱动光源11发光。

光学电流传感器的具体工作过程如下。信号处理器的驱动电路驱动光源11发光。耦合器12将光导出到耦合器12的第二端。光经过耦合器12后进入第一起偏器131，产生线偏光。线偏光经过第一偏振分光器141后分成入射正交线偏光。入射正交线偏光经过3×3光纤耦合器7后，3×3光纤耦合器7后的第四端和第六端分别输出两正交线偏光。分束器8将两正交线偏光合束并从分束器8的第三端输出合束正交线偏光。合束正交线偏光经过光纤传感环2的λ/4波片21后，输出两正交圆偏光。两正交圆偏光沿光纤传感环2的传感光纤22传输，由于法拉第效应，在传感光纤22中，两正交圆偏光一个传播速度变快，另一个传播速度变慢，从而产生相位差。两正交圆偏光在传感光纤22的末端被反射镜23反射后，两正交圆偏光的偏振模式互换，左旋圆偏光变成右旋圆偏光，右旋圆偏光变成左旋圆偏光，并沿原路返回。

两反射正交圆偏光返回时一次电流的磁场方向不变，而两圆偏振光的传播方向改变且偏振态变化，所以法拉第效应产生的相位差会加倍。再次经过光纤传感环2的λ/4波片21后变成两返回正交线偏光，且相对前进过程中偏振方向互换。两返回正交线偏光经过分束器8和3×3光纤耦合器7后，3×3光纤耦合器7的第一端、第二端、第三端输出三路光信号返回光路1形成三路干涉光信号。3×3光纤耦合器7的第一端返回的第一路光信号通过第一偏振分光器141、第一起偏器131和耦合器12后成为第一干涉光信号。3×3光纤耦合器7的第二端返回的第二路光信号通过第二偏振分光器142、第二起偏器132后成为第二干涉光信号。3×3光纤耦合器7的第三端返回的第三路光信号通过第三偏振分光器143、第三起偏器133后成为第三干涉光信号。

第一探测器311对所述第一干涉光信号进行光电转换，输出第一电信号。第二探测器312对第二干涉光信号进行光电转换，输出第二电信号。第三探测器313对第三干涉光信号进行光电转换，输出第三电信号。信号处理电路32接收并解调处理第一电信号、第二电信号、第三电信号，基于第一电信号、第二电信号、第三电信号，确定位于光纤传感环2中的一次导体的被测电流。

设3×3光纤耦合器7的第四端和2×2分束器8的第一端构成的光路通道为光通道I，其光纤总长度为L1。3×3光纤耦合器7的第六端和2×2分束器8的第二端构成的光路通道为光通道II，其光纤总长度为L2。若2×2分束器8的第一端和第二端分光比相同，且3×3光纤耦合器7的第四端和第六端分光比相同，且控制光纤长度L1和L2相等时，则进入3×3光纤耦合器7的第一端X光和Y光，返回时3×3光纤耦合器7第一端输出的两偏振光变为Y光和X光，二者偏振态互换，整个系统的光路通道是互易的。

整个系统的光路通道是互易的，使两束正交偏振光通过的路径一样，光路系统具有良好的互易性和很强的抗干扰能力。振动、应力和温度等环境因素对光学电流互感器影响基本可以消除。

经第一偏振分光器141和第一起偏器131后，返回到第一光电探测器311的光信号为：

其中I₀为系统归一化光强，V为传感光纤的Verdet常数，N为光纤传感环的缠绕匝数，I为一次电流。

由于3×3光纤耦合器7的加入，因此返回第一光电探测器311、第二光电探测器312、第三光电探测器313的三路信号有了120°的相位差，返回到第二探测器312和第三探测器313的光信号表达式分别为：

根据三个光电探测器信号，利用3×3光纤耦合器解调方法，可以准确地得到一次电流信息，动态范围大而且线性度较高。

如图1所示的全光纤电流互感器的探测器111接收到的光信号为：

其中

是相位调制器引入的调制信号，即给系统引入一个偏置相位，使全光纤电流互感器的干涉系统工作在响应灵敏度较高的点上。

而本申请的光学电流互感器的3×3光纤耦合器7引入了无源的相位偏置，实现了类似全光纤电流互感器中的有源相位调制器的作用。

本实施例提供的技术方案，针对全光纤电流互感器的成本高和相位调制器稳定性问题，提出一种成本低、可靠性高的光学电流互感器解决方案。采用3×3保偏光纤耦合器7和分束器8以及带有反射镜23的光纤传感环2构成了互易结构的全光纤电流互感器，光路系统中两束正交偏振光通过的路径一样，光路系统具有良好的互易性和很强的抗干扰能力，振动、应力和温度等环境因素对光学电流互感器影响基本可以消除。另外，通过3×3保偏光纤耦合器7引入无源的相位偏置使光学电流互感器系统工作在响应灵敏度较高的点上，提高系统的响应灵敏度，同时采用和商用全光纤电流互感器一样结构的光纤传感环2，实现了具有互易性的光学电流互感器光路系统，和商用的全光纤电流互感器一样具有良好的抗干扰能力。避免使用价格昂贵且可靠性不高的LiNbO相位调制器或者温度稳定性差的PZT相位调制器，光学电流互感器成本更低、可靠性高。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种光学电流互感器，包括：

光路，产生入射正交线偏光；

3×3光纤耦合器，一边的第一端连接所述光路，所述入射正交线偏光经过所述3×3光纤耦合器后，所述3×3光纤耦合器的另一边的两端分别输出两正交线偏光；

分束器，第一端、第二端分别连接所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端，将所述两正交线偏光合束并从所述分束器的第三端输出合束正交线偏光；

所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端之一端与所述分束器的第一端通过保偏光纤按0度对接，所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端之另一端与所述分束器的第二端通过保偏光纤按0度对接；

光纤传感环，连接所述分束器的第三端，所述合束正交线偏光经过所述光纤传感环的λ/4波片后，输出两正交圆偏光，所述两正交圆偏光沿所述光纤传感环的传感光纤传输，在所述传感光纤的末端被反射镜反射沿原路返回，返回的两反射正交圆偏光再次经过所述光纤传感环的λ/4波片后变成两返回正交线偏光，所述两返回正交线偏光经过所述分束器和所述3×3光纤耦合器后，所述3×3光纤耦合器的第一端、第二端、第三端输出三路光信号返回所述光路形成三路干涉光信号；

信号处理器，连接所述光路，对三路所述干涉光信号进行解调处理，确定位于所述光纤传感环中的一次导体的被测电流。

2.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其中，所述光路包括：

光源，发光；

耦合器，第一端连接所述光源，将所述光导出到所述耦合器的第二端；

第一起偏器，一端连接所述耦合器的第二端，所述光经所述耦合器后进入所述第一起偏器，产生线偏光；

第一偏振分光器，一端连接所述第一起偏器的第二端，另一端连接所述3×3光纤耦合器的第一端，所述线偏光经过所述第一偏振分光器后分成所述入射正交线偏光；

第二偏振分光器，一端连接所述3×3光纤耦合器的第二端；

第二起偏器，第二端连接所述第二偏振分光器的另一端；

第三偏振分光器，一端连接所述3×3光纤耦合器的第三端；

第三起偏器，第二端连接所述第三偏振分光器的另一端；

所述3×3光纤耦合器第一端返回的第一路光信号通过所述第一偏振分光器、所述第一起偏器和所述耦合器后成为第一干涉光信号；

所述3×3光纤耦合器第二端返回的第二路光信号通过所述第二偏振分光器、所述第二起偏器后成为第二干涉光信号；

所述3×3光纤耦合器第三端返回的第三路光信号通过所述第三偏振分光器、所述第三起偏器后成为第三干涉光信号。

3.根据权利要求2所述的光学电流互感器，其中，所述信号处理器包括：

第一探测器，连接所述第一起偏器的第一端，所述第一探测器对所述第一干涉光信号进行光电转换，输出第一电信号；

第二探测器，连接所述第二起偏器的第一端，所述第二探测器对所述第二干涉光信号进行光电转换，输出第二电信号；

第三探测器，连接所述第三起偏器的第一端，所述第三探测器对所述第三干涉光信号进行光电转换，输出第三电信号；

信号处理电路，接收并解调处理所述第一电信号、所述第二电信号、所述第三电信号，基于所述第一电信号、所述第二电信号、所述第三电信号，确定位于所述光纤传感环中的一次导体的被测电流。

4.根据权利要求3所述的光学电流互感器，其中，所述信号处理器还包括：

驱动电路，驱动所述光源发出所述光。

5.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其中，所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端与所述分束器的第一端、第二端连接的端口光纤长度相等，且盘绕于同一位置。

6.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其中，所述3×3光纤耦合器的所述另一边的两端的端口分光比相同或相近。

7.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其中，所述分束器的第一端和第二端的端口分光比相同或相近。

8.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其中，所述光纤传感环包括：

λ/4波片，连接所述分束器的第三端，将所述合束正交线偏光变为所述两正交圆偏光；

传感光纤，连接所述λ/4波片，传播所述两正交圆偏光；

反射镜，位于所述传感光纤的末端，反射所述两正交圆偏光，使其返回并沿所述传感光纤传输。

9.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其中，所述分束器包括：

2×2保偏光纤分束器或保偏光纤耦合器。

10.根据权利要求2所述的光学电流互感器，其中，产生入射正交线偏光的光路中的耦合器包括：

分束器、光环行器、2×2耦合器的任意一种。

Images