CN113945744A - 一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统及方法 - Google Patents

一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统及方法 Download PDF

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CN113945744A CN202111567366.3A CN202111567366A CN113945744A CN 113945744 A CN113945744 A CN 113945744A CN 202111567366 A CN202111567366 A CN 202111567366A CN 113945744 A CN113945744 A CN 113945744A
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Abstract

一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统及方法，系统包括：温度解调模块、电流采集模块；温度解调模块中，光源经起偏器产生两束线偏振光，经调制器初始相位调制后，沿着保偏光纤快慢轴传输至传感光纤，温度变化使两束线偏振光相位差变化；返回的两束线偏振光经检偏器后，仅快轴传输的两束线偏振光到达探测器；通过调制器调制初始相位及引入反馈相位，使两束线偏振光相位差为90°发生干涉；探测器将干涉光信号转成电信号，电子单元根据电信号解调温度信号；电流采集模块根据温度信号对电流值进行温度补偿。本发明实现温度变化准确检测，解决全光纤直流电流互感器温度补偿不一致缺陷，满足智能电网对电流测量可靠性及稳定性要求。

Description

一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统及方法
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，更具体地，涉及一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统及方法。
背景技术
由于传统的电磁式电流互感器存在的铁磁饱和、直流分量测量和高压绝缘等问题，对电网安全稳定运行造成影响。近年来发展了多种形式的新型电子式电流互感器，其中，基于法拉第磁光效应的全光纤直流电流互感器具有绝缘性能优良、无暂态磁饱和、动态测量范围大、频率响应范围宽、抗电磁干扰能力强、体积小重量轻、易于数字设备接口等优点，是最理想的电子式电流互感器，是电子式电流互感器发展的主要方向。
全光纤直流电流互感器基于法拉第磁光效应间接一次大电流，其测量原理为：当偏振光信号在高压侧传感光纤中传输时受磁场影响，其偏振态会发生变化，变化量与传感光纤圈数、磁场大小及维尔德常数相关，其中，维尔德常数受光信号中心波长、传感光纤折射率的影响。目前，全光纤电流互感器均对SLD光源的工作温度及工作电流进行了控制，其发光中心波长基本不变，但是传感光纤环境温度变化对其测量性能的劣化无法控制，影响其在高精度测量领域方面的推广应用。
现有技术中，国内外均采用温度传感器对外界环境温度进行采集，并数字化返回至控制单元，控制单元根据实际环境温度，结合寄存器内储存的传感光纤温度曲线对测量输出进行修正，以补偿直流全光纤电流互感器因环境温度变化产生的测量偏差。但是，由于温度传感器就地放置方案的缺陷，使得传感光纤实际工作温度与温度传感器采集的温度有偏差，造成温度补偿不准确，是目前实现全光纤电流互感器全温度范围内高精度测量的技术难题。
现有技术（CN105974172A，公开日2016-09-28）“一种基于保偏光纤温度传感器的全光纤电流互感器”，包括集成在同一个壳体内的光纤电流互感器的传感头、保偏光纤温度传感器，通过保偏光纤温度传感器测量光纤电流互感器一次传感头处的温度，并根据所测到的温度信息，结合温度补偿算法，消除环境温度变化对光纤电流互感器测量准确度的影响。保偏光纤温度传感器基于保偏光纤的温度双折射效应，由宽谱光源、环形器、起偏器和传感光纤组成。宽谱光源发出的光经过起偏器后成为线偏振光，进入保偏光纤，保偏光纤与传感光纤呈45°角熔接，传感光纤的另一端镀有全反射膜，实现对入射光的反射。当环境温度发生变化时，温度双折射效应会改变传感光纤中两本征模的传播常数差，从而导致本征模之间的位相差随温度变化。信号处理单元采用特殊的信号解调及拟合算法，通过检测因位相差引进的干涉场的能量变化，即可获得温度变化信息。然而，由于保偏光纤的快轴与慢轴的传播常数不同，经过远距离传播后，两束相互垂直的线偏振光之间的位相差太大已不满足干涉条件，这使得所检测到的干涉场能量变化值不够准确，因而所可获得的温度变化信息也不够准确，并且由于线偏振光之间的位相差与传输距离有关，因此各相的全光纤电流互感器的温度补偿不完全一致，从而导致其在工程实际应用中并不能满足0.2级的测量准确度要求。
综上，需要研究一种全光纤直流电流互感器温度补偿方法及系统，实现温度变化信息的准确检测，以及各相全光纤直流电流互感器的温度补偿一致。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种全光纤直流电流互感器温度补偿方法及系统，对全光纤直流电流互感器中保偏光纤的温度解调系统进行优化，实现温度变化信息的准确检测，解决全光纤直流电流互感器的温度补偿不一致的缺陷，以满足智能电网对电流测量装置可靠性及稳定性提升的要求。
本发明采用如下的技术方案。
一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，系统包括：传感光纤、保偏光纤环，保偏光纤环与传感光纤一起盘绕在传感头光纤槽内并被胶水灌封于传感头内；其中，传感光纤用于基于法拉第磁光效应采集高压侧一次电流，保偏光纤环用于采集传感光纤的环境温度。
系统还包括：温度解调模块、电流采集模块。
温度解调模块包括：光源、起偏器、第一45°熔接点、调制器、第二45°熔接点、检偏器、探测器和电子单元；
光源发出的光信号经过起偏器产生的两束线偏振光，在经过第一45°熔接点后分解成两束相互垂直的线偏振光注入调制器，两束相互垂直的线偏振光经过调制器的初始相位调制后，沿着保偏光纤的快轴和慢轴传输至传感光纤处；
传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差发生变化；相位差发生变化的两束线偏振光沿着保偏光纤在经过第二45°熔接点后，快轴传输的线偏振光分解成相互垂直的两束线偏振光，慢轴传输的线偏振光分解成相互垂直的两束线偏振光；快轴传输的两束线偏振光和慢轴传输的两束线偏振光在通过检偏器时，仅有一个轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而另一个轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤；
由电子单元通过调制器对初始相位进行调制以及引入反馈相位，使得两束线偏振光返回检偏器时的相位差为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
并发生干涉；探测器将干涉光信号转换成电信号，电子单元根据电信号解调出温度信号；温度信号发送至电流采集模块，电流采集模块根据传感光纤温度补偿曲线对高压侧一次电流进行温度补偿。
优选地，调制器是直波导相位调制器，利用基于LiNbO3晶体的电光效应对光波的相位进行调制；
直波导相位调制器采用Ti扩散工艺制备，在波导电极施加电压信号后，晶体的折射率在外电场的作用下发生改变，从而影响光波在晶体中的传输，光波在调制后的相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
为调制器的调制系数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
为调制器的调制电压。
优选地，系统静态工作点下，温度不变时，由传感光纤处的温度变化引起保偏光纤消光比变化而产生的相位差
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
为0，当调制电压为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
时，两束相互垂直的线偏振光经过调制器的调制得到的初始相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
式中，
Figure 934698DEST_PATH_IMAGE008
为调制器调制得到的初始相位，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴往返传输产生的相位差
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
为探测器输出最大光功率对应的调制电压，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE012
为探测器输出最小光功率对应的调制电压。
优选地，电子单元通过调制器对初始相位进行调制，是指调制初始相位
Figure 750208DEST_PATH_IMAGE008
，使得
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
；
电子单元通过调制器引入的反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE014
与传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差
Figure 241363DEST_PATH_IMAGE006
大小相等、方向相反，满足
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
；
此时，通过检偏器的两束线偏振光的相位差满足
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE016
。
优选地，探测器将干涉光信号转换成电压模拟信号V，满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
式中，
K为探测器的光电转换系数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE018
为光路总损耗，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
为光源发光功率，
Figure 472624DEST_PATH_IMAGE010
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴传输产生的相位差，
Figure 123048DEST_PATH_IMAGE008
为调制器调制得到的初始相位，
Figure 578300DEST_PATH_IMAGE006
为传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差，
Figure 842839DEST_PATH_IMAGE014
为电子单元通过调制器引入的反馈相位；
当两束线偏振光的相位差为
Figure 612212DEST_PATH_IMAGE001
并发生干涉时，探测器输出电压值为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE020
。
优选地，检偏器采用光纤器件分别检测快轴传输的两束线偏振光的偏振态和慢轴传输的两束线偏振光的偏振态，并以快轴传输的两束线偏振光的偏振态为光波通过的偏振态，实现仅有快轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而慢轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤
快轴传输的两束线偏振光和慢轴传输的两束线偏振光在通过检偏器时，仅有一个轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而另一个轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤。
优选地，保偏光纤在传感头内的绕制成环形且无骨架的保偏光纤环。
优选地，温度解调模块中，光源与起偏器之间采用光纤进行熔接；
起偏器的输出尾纤与调制器的输入尾纤之间采用保偏光纤进行45°对轴熔接，形成第一45°熔接点；
调制器与保偏光纤环通过保偏光缆连接，即调制器的输出尾纤与保偏光缆的正向输入尾纤进行0°对轴熔接，保偏光缆的正向输出尾纤与保偏光纤环的输入尾纤进行0°对轴熔接，保偏光纤环的输出尾纤与保偏光缆的反向输入尾纤进行0°对轴熔接；
检偏器与保偏光纤环通过保偏光缆连接，即保偏光缆得反向输出尾纤与检偏器得输入尾纤进行45°对轴熔接，形成第二45°熔接点；
检偏器与探测器之间采用光纤进行熔接；
探测器与电气单元之间进行电气连接，探测器向电气单元传输由干涉光信号转换成的电信号；
电子单元与调制器之间进行电气连接，电子单元向调制器传输调制电压信号，其中调制电压信号根据初始相位和反馈相位的叠加值而确定。
优选地，保偏光缆包括：光纤绝缘子内的保偏光纤、复合光缆中的保偏光纤、电流采集模块输出的保偏光纤以及温度解调模块输出的保偏光纤；
其中，光纤绝缘子端部输出的保偏光纤，与传感头内保偏光纤环通过保偏光纤进行0°对轴熔接；复合光缆中的保偏光纤的一端在第一光缆终端盒内与光纤绝缘子底部输出的保偏光纤进行0°对轴熔接，复合光缆中的保偏光纤的另一端在第二光缆终端盒内与电流采集模块输出的保偏光纤、温度解调模块输出的保偏光纤均进行0°对轴熔接。
优选地，温度解调模块、电流采集模块布置在控制室屏柜内。
适用于一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统的一种全光纤电流互感器温度补偿方法，包括：
步骤1，光源发出的光信号分解成两束相互垂直的线偏振光；
步骤2，对两束相互垂直的线偏振光进行初始相位
Figure 976197DEST_PATH_IMAGE008
的调制；
步骤3，经过初始相位调制的两束线偏振光分别经保偏光纤的快轴和慢轴传输至传感光纤处；传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
发生变化并返回；
步骤4，返回的两束线偏振光经保偏光纤的快轴和慢轴分别传输，并且偏振光在保偏光纤快慢轴的传播速度不同使得两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴往返传输过程中产生固有相位差
Figure 946558DEST_PATH_IMAGE010
；其中经快轴传输的返回线偏振光经45°熔接点分解为两束相互垂直的线偏振光，经慢轴传输的返回线偏振光分解为两束相互垂直的线偏振光；
步骤5，滤除其中一个轴传输的返回线偏振光；
步骤6，采集干涉光的功率并转换为电信号；解调温度信号并引入反馈相位
Figure 536939DEST_PATH_IMAGE014
去补偿相位差
Figure 500216DEST_PATH_IMAGE021
，使得返回的两束线偏振光的相位差为
Figure 859653DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤7，基于传感光纤温度补偿曲线，根据电信号解调出的温度信号，对全光纤直流电流互感器的测量误差进行补偿。
优选地，步骤2中利用调制器对线偏振光进行初始相位调制，包括：
步骤2.1，增大调制器的调制电压过程中，利用探测器检测两束线偏振光在调制过程中的输出功率；
步骤2.2，分别采集探测器输出最大光功率对应的调制电压
Figure 922287DEST_PATH_IMAGE011
和探测器输出最小光功率对应的调制电压
Figure 875331DEST_PATH_IMAGE012
；其中，最大光功率为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE022
，最小光功率为0；K为探测器的光电转换系数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
为光路总损耗，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE024
为光源发光功率；
步骤2.3，取调制电压
Figure 579982DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 403712DEST_PATH_IMAGE012
的均值作为初始相位的调制电压U，即满足
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
；
步骤2.4，确定调制电压U下的相位为
Figure 168406DEST_PATH_IMAGE001
相位点，此时，初始相位
Figure 605816DEST_PATH_IMAGE008
满足
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE026
，其中，
Figure 51841DEST_PATH_IMAGE010
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴传输产生的相位差。
优选地，步骤6包括：
步骤6.1，探测器将干涉光信号转换成电压模拟信号
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
，当调制电压为
Figure 713767DEST_PATH_IMAGE025
时，探测器输出
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE028
；其中，
Figure 665673DEST_PATH_IMAGE021
为传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差，
Figure 514680DEST_PATH_IMAGE014
为电子单元通过调制器引入的反馈相位；
步骤6.2，初始时刻只存在温度相位差
Figure 357872DEST_PATH_IMAGE021
，探测器输出满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
式中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE030
为初始时刻
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE031
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
当前采样时刻尚未引入反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE032
，探测器输出满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE033
式中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE034
为当前采样时刻
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE035
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
步骤6.3，利用初始时刻和下一个采样时刻，探测器输出电压的差值，确定反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE036
，满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE037
因此，确定反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE038
。
优选地，步骤7包括：
步骤7.1，当前采样时刻
Figure 297140DEST_PATH_IMAGE035
引入反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE039
后，探测器输出电压值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE040
，满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE041
可见，当前采样时刻
Figure 276073DEST_PATH_IMAGE035
引入反馈相位
Figure 550059DEST_PATH_IMAGE014
后探测器的输出电压值与初始时刻
Figure 947674DEST_PATH_IMAGE031
探测器输出电压值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE042
相同；
步骤7.2，下一采样时刻
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE043
，探测器输出电压值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE044
，满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE045
式中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE046
为下一采样时刻
Figure 928399DEST_PATH_IMAGE043
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
此时，开环误差为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE048
；
步骤7.3，引入反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE049
，使得下一采样时刻
Figure 674638DEST_PATH_IMAGE043
，探测器输出电压值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE050
，满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE051
因此，确定反馈相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE052
；
步骤7.4，根据反馈相位，确定第n个采样时刻调制器的反馈调制电压
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE053
，满足如下关系式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE054
式中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE055
为第n个采样时刻的探测器输出电压
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE056
与初始时刻的探测器输出电压
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE057
的差值，
k为探测器的光电转换系数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE058
为调制器的调制系数；
每个采样时刻对应一个温度采样值，因此，第n个采样温度值对应的调制器的反馈调制电压
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE059
也满足上述关系式；
步骤7.5，利用步骤7.4得到的关系式，对探测器的光电转换系数K和调制器的调制系数
Figure 324669DEST_PATH_IMAGE058
进行实验标定后，获得反馈调制电压与温度的关系曲线，即传感光纤温度补偿曲线；
步骤7.6，基于传感光纤温度补偿曲线，根据电信号解调出温度信号，利用温度信号对高压侧一次电流进行温度补偿。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，基于荧光光纤与传感光纤一体化封装的全光纤直流电流互感器温度补偿方案，采用荧光光纤采集传感光纤的实际工作温度，将温度采集模块内置在高压侧传感头内，温度采集模块可以对荧光光纤返回的光信号进行分析计算出温度值，并输出数字信号远传至采集单元，采集单元通过单模光纤传输激光对采集模块进行供能。
本发明将全光纤直流电流互感器整体分为了两个部分，位于户外的一次本体与位于户内的控制室屏柜内采集单元，与现有技术相比整体结构更简单，维护可靠，两个部件之间仅由一根复合型光缆传输信号，抗干扰能力强。
本发明针对现有技术方案缺陷，通过荧光光纤直接采集传感头内部胶体内的实际温度，更接近传感光纤的实际工作温度，在通过传感光纤温度特性曲线对光CT全温范围内的测量输出进行补偿及修正，可以实现全光纤电流互感器在工程现场运行中全年保持0.2级的测量精度，提高了产品的可靠性与稳定性，有利于产品的推广应用。
附图说明
图1是本发明一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统的结构示意图；
图2是本发明温度解调模块的结构示意图；
图1和2中的附图标记说明如下：
1-传感光纤；2-保偏光纤；3-传感头；4-保偏光纤环；
5-光纤绝缘子；6-第一光缆终端盒；7-第二光缆终端盒；8-保偏光缆；
9-温度解调模块；10-电流采集模块；11-控制室屏柜；
12-光源；13-起偏器；14-第一45°熔接点；15-调制器；16-第二45°熔接点；17-检偏器；18-探测器；19-电子单元。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1，一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，系统包括：传感光纤1、保偏光纤环4，保偏光纤环4与传感光纤1一起盘绕在传感头光纤槽内并被胶水灌封于传感头3内；其中，传感光纤1用于基于法拉第磁光效应采集高压侧一次电流，保偏光纤环4用于采集传感光纤1的环境温度。
系统还包括：温度解调模块9、电流采集模块10。
本发明优选实施例中，如图1，温度解调模块9和电流采集模块10可以安装在控制室屏柜11内。
如图2，温度解调模块9包括：光源12、起偏器13、第一45°熔接点14、调制器15、第二45°熔接点16、检偏器17、探测器18和电子单元19。
光源12发出的光信号经过起偏器13产生的两束线偏振光，在经过第一45°熔接点14后分解成两束相互垂直的线偏振光注入调制器15，两束相互垂直的线偏振光经过调制器15的初始相位调制后，沿着保偏光纤2的快轴和慢轴传输至传感光纤1处的保偏光纤环4；
传感光纤1处的温度变化使得两束线偏振光的相位差发生变化；相位差发生变化的两束线偏振光沿着保偏光纤在经过第二45°熔接点16后，快轴传输的线偏振光分解成相互垂直的两束线偏振光，慢轴传输的线偏振光分解成相互垂直的两束线偏振光；快轴传输的两束线偏振光和慢轴传输的两束线偏振光在通过检偏器17时，仅有一个轴传输的两束线偏振光通过检偏器17达到探测器18，而另一个轴传输的两束线偏振光被检偏器17过滤；
由电子单元19通过调制器15对初始相位进行调制以及引入反馈相位，使得两束线偏振光返回检偏器17时的相位差为
Figure 385029DEST_PATH_IMAGE001
并发生干涉；探测器18将干涉光信号转换成电信号，电子单元19根据电信号解调出温度信号；温度信号发送至电流采集模块10，电流采集模块10根据传感光纤温度补偿曲线对高压侧一次电流进行温度补偿。
图2中，光信号的传播方向为，从光源12依次进入起偏器13、第一45°熔接点14、调制器15，到达保偏光纤环4后返回，再依次进行第二45°熔接点16、检偏器17、探测器18和电子单元19；同时电子单元19向调制器15发送调制信号。
本发明优选实施例中，调制器是直波导相位调制器，利用基于LiNbO3晶体的电光效应对光波的相位进行调制。
直波导相位调制器采用Ti扩散工艺制备，在波导电极施加电压信号后，晶体的折射率在外电场的作用下发生改变，从而影响光波在晶体中的传输，光波在调制后的相位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE060
满足如下关系式：
Figure 141632DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 58773DEST_PATH_IMAGE004
为调制器的调制系数，U为调制器的调制电压。
具体地，系统静态工作点下，温度不变时，由传感光纤处的温度变化引起保偏光纤消光比变化而产生的相位差
Figure 448297DEST_PATH_IMAGE006
为0，当调制电压为
Figure 46768DEST_PATH_IMAGE007
时，两束相互垂直的线偏振光经过调制器的调制得到的初始相位
Figure 189037DEST_PATH_IMAGE008
满足如下关系式：
Figure 745920DEST_PATH_IMAGE009
式中，
Figure 278533DEST_PATH_IMAGE008
为调制器调制得到的初始相位，
Figure 821640DEST_PATH_IMAGE010
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴往返传输产生的相位差；
Figure 693782DEST_PATH_IMAGE011
为探测器输出最大光功率对应的调制电压，
Figure 280621DEST_PATH_IMAGE012
为探测器输出最小光功率对应的调制电压。
具体地，电子单元通过调制器对初始相位进行调制，是指调制初始相位
Figure 503792DEST_PATH_IMAGE008
，使得
Figure 506383DEST_PATH_IMAGE013
；
电子单元通过调制器引入的反馈相位
Figure 371046DEST_PATH_IMAGE014
与传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差
Figure 269732DEST_PATH_IMAGE006
大小相等、方向相反，满足
Figure 573674DEST_PATH_IMAGE015
；
此时，通过检偏器的两束线偏振光的相位差满足
Figure 583219DEST_PATH_IMAGE016
。
具体地，探测器将干涉光信号转换成电压模拟信号
Figure 570897DEST_PATH_IMAGE027
，满足如下关系式：
Figure 171643DEST_PATH_IMAGE017
式中，
K为探测器的光电转换系数，
Figure 369406DEST_PATH_IMAGE018
为光路总损耗，
Figure 776117DEST_PATH_IMAGE019
为光源发光功率，
Figure 742936DEST_PATH_IMAGE010
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴传输产生的相位差，
Figure 593211DEST_PATH_IMAGE008
为调制器调制得到的初始相位，
Figure 75008DEST_PATH_IMAGE006
为传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差，
Figure 426355DEST_PATH_IMAGE014
为电子单元通过调制器引入的反馈相位；
当两束线偏振光的相位差为
Figure 106735DEST_PATH_IMAGE001
并发生干涉时，探测器输出电压值为
Figure 518125DEST_PATH_IMAGE020
。
优选地，检偏器采用光纤器件分别检测快轴传输的两束线偏振光的偏振态和慢轴传输的两束线偏振光的偏振态，并以快轴传输的两束线偏振光的偏振态为光波通过的偏振态，实现仅有快轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而慢轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤。
本发明优选实施例中，检偏器实际上是一种光纤器件，发挥着光学滤波器的作用，只能让朝着某特定方向偏振的光波通过；检偏器提高了返回的两束线偏振光的消光比，以获得高对比度的干涉光，提高系统检测灵敏度。
具体地，保偏光纤在传感头内的绕制成环形且无骨架的保偏光纤环4。本发明优选实施例中，保偏光纤环是一段长距离的保偏光纤绕制成环形且无骨架，保偏光纤在高低温环境下其偏振传音会随着温度变化而变化，导致分别沿着其快慢轴传输的两束线偏振光产生一定的相位差。
如图2所示的温度解调模块中，光源12与起偏器13之间采用光纤进行熔接。
起偏器13的输出尾纤与调制器15的输入尾纤之间采用保偏光纤进行45°对轴熔接，形成第一45°熔接点14。
调制器15与保偏光纤环通过保偏光缆8连接，即调制器15的输出尾纤与保偏光缆8的正向输入尾纤进行0°对轴熔接，保偏光缆8的正向输出尾纤与保偏光纤环4的输入尾纤进行0°对轴熔接，保偏光纤环4的输出尾纤与保偏光缆8的反向输入尾纤进行0°对轴熔接。
检偏器17与保偏光纤环4通过保偏光缆8连接，即保偏光缆8的反向输出尾纤与检偏器17得输入尾纤进行45°对轴熔接，形成第二45°熔接点16。
检偏器17与探测器18之间采用光纤进行熔接。
探测器18与电气单元19之间进行电气连接，探测器18向电气单元19传输由干涉光信号转换成的电信号。本发明优选实施例中，该电信号是电压信号。
电子单元19与调制器15之间进行电气连接，电子单元19向调制器15传输调制电压信号，其中调制电压信号根据初始相位和反馈相位的叠加值而确定。本发明优选实施例中，调制电压信号施加在调制器的正负电极管脚上。
具体地，保偏光缆8包括：光纤绝缘子5内的保偏光纤、复合光缆中的保偏光纤、电流采集模块10输出的保偏光纤以及温度解调模块9输出的保偏光纤。
其中，光纤绝缘子5端部输出的保偏光纤，与传感头3内保偏光纤环4通过保偏光纤2进行0°对轴熔接；复合光缆中的保偏光纤的一端在第一光缆终端盒6内与光纤绝缘子5底部输出的保偏光纤进行0°对轴熔接，复合光缆中的保偏光纤的另一端在第二光缆终端盒7内与电流采集模块10输出的保偏光纤、温度解调模块9输出的保偏光纤均进行0°对轴熔接。
本发明还提出一种全光纤电流互感器温度补偿方法，包括：
步骤1，光源发出的光信号分解成两束相互垂直的线偏振光。
步骤2，对两束相互垂直的线偏振光进行初始相位
Figure 300267DEST_PATH_IMAGE008
的调制。
具体地，步骤2中利用调制器对线偏振光进行初始相位调制，包括：
步骤2.1，增大调制器的调制电压过程中，利用探测器检测两束线偏振光在调制过程中的输出功率；
步骤2.2，分别采集探测器输出最大光功率对应的调制电压
Figure 189726DEST_PATH_IMAGE011
和探测器输出最小光功率对应的调制电压
Figure 927875DEST_PATH_IMAGE012
；其中，最大光功率为
Figure 369220DEST_PATH_IMAGE022
，最小光功率为0； k为探测器的光电转换系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE061
为光路总损耗，
Figure 838991DEST_PATH_IMAGE024
为光源发光功率；
步骤2.3，取调制电压
Figure 532141DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 124796DEST_PATH_IMAGE012
的均值作为初始相位的调制电压U，即满足
Figure 2622DEST_PATH_IMAGE025
；
步骤2.4，确定调制电压U下的相位为
Figure 883991DEST_PATH_IMAGE001
相位点，此时，初始相位
Figure 725039DEST_PATH_IMAGE008
满足
Figure 375463DEST_PATH_IMAGE026
，其中，
Figure 424190DEST_PATH_IMAGE010
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴传输产生的相位差。
步骤3，经过初始相位调制的两束线偏振光分别经保偏光纤的快轴和慢轴传输至传感光纤处；传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差
Figure 589593DEST_PATH_IMAGE021
发生变化并返回。
步骤4，返回的两束线偏振光经保偏光纤的快轴和慢轴分别传输，并且偏振光在保偏光纤快慢轴的传播速度不同使得两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴往返传输过程中产生固有相位差
Figure 624545DEST_PATH_IMAGE010
；其中经快轴传输的返回线偏振光经45°熔接点分解为两束相互垂直的线偏振光，经慢轴传输的返回线偏振光分解为两束相互垂直的线偏振光。
步骤5，滤除其中一个轴传输的返回线偏振光。
步骤6，采集干涉光的功率并转换为电信号；解调温度信号并引入反馈相位
Figure 4842DEST_PATH_IMAGE039
去补偿相位差
Figure 834257DEST_PATH_IMAGE021
，使得返回的两束线偏振光的相位差为
Figure 814852DEST_PATH_IMAGE001
。
具体地，步骤6包括：
步骤6.1，探测器将干涉光信号转换成电压模拟信号
Figure DEST_PATH_IMAGE062
，当调制电压为
Figure 653495DEST_PATH_IMAGE025
时，探测器输出为
Figure DEST_PATH_IMAGE063
；其中，
Figure 357140DEST_PATH_IMAGE021
为传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差，
Figure 747670DEST_PATH_IMAGE014
为电子单元通过调制器引入的反馈相位；
步骤6.2，初始时刻只存在温度相位差
Figure 622085DEST_PATH_IMAGE021
，探测器输出满足如下关系式：
Figure 264419DEST_PATH_IMAGE029
式中，
Figure 616378DEST_PATH_IMAGE030
为初始时刻
Figure 787596DEST_PATH_IMAGE031
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
当前采样时刻尚未引入反馈相位
Figure 477204DEST_PATH_IMAGE032
，探测器输出满足如下关系式：
Figure 188808DEST_PATH_IMAGE033
式中，
Figure 788416DEST_PATH_IMAGE034
为当前采样时刻
Figure 5902DEST_PATH_IMAGE035
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
步骤6.3，利用初始时刻和下一个采样时刻，探测器输出电压的差值，确定反馈相位
Figure 58172DEST_PATH_IMAGE036
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE064
因此，确定反馈相位
Figure 166942DEST_PATH_IMAGE038
。
步骤7，基于传感光纤温度补偿曲线，根据电信号解调出的温度信号，对全光纤直流电流互感器的测量误差进行补偿。
具体地，步骤7包括：
步骤7.1，当前采样时刻
Figure 355478DEST_PATH_IMAGE035
引入反馈相位
Figure 9444DEST_PATH_IMAGE039
后，探测器输出电压值
Figure 549010DEST_PATH_IMAGE040
，满足如下关系式：
Figure 867996DEST_PATH_IMAGE065
可见，当前采样时刻
Figure 301251DEST_PATH_IMAGE035
引入反馈相位
Figure 250753DEST_PATH_IMAGE014
后探测器的输出电压值与初始时刻
Figure 621822DEST_PATH_IMAGE031
探测器输出电压值
Figure 947762DEST_PATH_IMAGE042
相同；
步骤7.2，下一采样时刻
Figure 907627DEST_PATH_IMAGE043
，探测器输出电压值
Figure 152664DEST_PATH_IMAGE044
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE066
式中，
Figure 742521DEST_PATH_IMAGE046
为下一采样时刻
Figure 606571DEST_PATH_IMAGE043
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
此时，开环误差为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE047
；
步骤7.3，引入反馈相位
Figure 14419DEST_PATH_IMAGE049
，使得下一采样时刻
Figure 571302DEST_PATH_IMAGE043
，探测器输出电压值
Figure 916964DEST_PATH_IMAGE050
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE067
因此，确定反馈相位
Figure 584706DEST_PATH_IMAGE052
；
步骤7.4，根据反馈相位，确定第n个采样时刻调制器的反馈调制电压
Figure 847060DEST_PATH_IMAGE053
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE068
式中，
Figure 653473DEST_PATH_IMAGE055
为第n个采样时刻的探测器输出电压
Figure 611065DEST_PATH_IMAGE056
与初始时刻的探测器输出电压
Figure 879235DEST_PATH_IMAGE057
的差值，
K为探测器的光电转换系数，
Figure 996096DEST_PATH_IMAGE058
为调制器的调制系数；
每个采样时刻对应一个温度采样值，因此，第n个采样温度值对应的调制器的反馈调制电压
Figure 363623DEST_PATH_IMAGE053
也满足上述关系式；
步骤7.5，利用步骤7.4得到的关系式，对探测器的光电转换系数K和调制器的调制系数
Figure 949456DEST_PATH_IMAGE058
进行实验标定后，获得反馈调制电压与温度的关系曲线，即传感光纤温度补偿曲线；
步骤7.6，基于传感光纤温度补偿曲线，根据电信号解调出温度信号，利用温度信号对高压侧一次电流进行温度补偿。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，基于荧光光纤与传感光纤一体化封装的全光纤直流电流互感器温度补偿方案，采用荧光光纤采集传感光纤的实际工作温度，将温度采集模块内置在高压侧传感头内，温度采集模块可以对荧光光纤返回的光信号进行分析计算出温度值，并输出数字信号远传至采集单元，采集单元通过单模光纤传输激光对采集模块进行供能。
本发明将全光纤直流电流互感器整体分为了两个部分，位于户外的一次本体与位于户内的控制室屏柜内采集单元，与现有技术相比整体结构更简单，维护可靠，两个部件之间仅由一根复合型光缆传输信号，抗干扰能力强。
本发明针对现有技术方案缺陷，通过荧光光纤直接采集传感头内部胶体内的实际温度，更接近传感光纤的实际工作温度，在通过传感光纤温度特性曲线对光CT全温范围内的测量输出进行补偿及修正，可以实现全光纤电流互感器在工程现场运行中全年保持0.2级的测量精度，提高了产品的可靠性与稳定性，有利于产品的推广应用。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，所述系统包括：传感光纤、保偏光纤，所述保偏光纤与所述传感光纤一起盘绕在传感头光纤槽内并被胶水灌封于传感头内；其中，传感光纤用于基于法拉第磁光效应采集高压侧一次电流，保偏光纤用于采集传感光纤的环境温度；其特征在于，
所述系统还包括：温度解调模块、电流采集模块；
所述温度解调模块包括：光源、起偏器、第一45°熔接点、调制器、第二45°熔接点、检偏器、探测器和电子单元；
光源发出的光信号经过起偏器产生的两束线偏振光，在经过第一45°熔接点后分解成两束相互垂直的线偏振光注入调制器，两束相互垂直的线偏振光经过调制器的初始相位调制后，沿着保偏光纤的快轴和慢轴传输至传感光纤处；
传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差发生变化；相位差发生变化的两束线偏振光沿着保偏光纤在经过第二45°熔接点后，快轴传输的线偏振光分解成相互垂直的两束线偏振光，慢轴传输的线偏振光分解成相互垂直的两束线偏振光；快轴传输的两束线偏振光和慢轴传输的两束线偏振光在通过检偏器时，仅有一个轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而另一个轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤；
由电子单元通过调制器对初始相位进行调制以及引入反馈相位，使得两束线偏振光返回检偏器时的相位差为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
并发生干涉；探测器将干涉光信号转换成电信号，电子单元根据电信号解调出温度信号；温度信号发送至电流采集模块，电流采集模块根据传感光纤温度补偿曲线对高压侧一次电流进行温度补偿。
2.根据权利要求1所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
所述调制器是直波导相位调制器，利用基于LiNbO3晶体的电光效应对光波的相位进行调制；
直波导相位调制器采用Ti扩散工艺制备，在波导电极施加电压信号后，晶体的折射率在外电场的作用下发生改变，从而影响光波在晶体中的传输，光波在调制后的相位
Figure DEST_PATH_IMAGE002
满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为调制器的调制系数，U为调制器的调制电压。
3.根据权利要求2所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
系统静态工作点下，温度不变时，由传感光纤处的温度变化引起保偏光纤消光比变化而产生的相位差
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为0，当调制电压为
Figure DEST_PATH_IMAGE006
时，两束相互垂直的线偏振光经过调制器的调制得到的初始相位
Figure DEST_PATH_IMAGE007
满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
式中，
Figure 529202DEST_PATH_IMAGE007
为调制器调制得到的初始相位，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴往返传输产生的相位差；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为探测器输出最大光功率对应的调制电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为探测器输出最小光功率对应的调制电压。
4.根据权利要求3所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
电子单元通过调制器对初始相位进行调制，是指调制初始相位
Figure 56129DEST_PATH_IMAGE007
，使得
Figure 304708DEST_PATH_IMAGE008
；
电子单元通过调制器引入的反馈相位
Figure DEST_PATH_IMAGE012
与传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差
Figure 309704DEST_PATH_IMAGE005
大小相等、方向相反，满足
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；
此时，通过检偏器的两束线偏振光的相位差满足
Figure DEST_PATH_IMAGE014
。
5.根据权利要求4所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
探测器将干涉光信号转换成电压模拟信号
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
式中，
K为探测器的光电转换系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为光路总损耗，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为光源发光功率，
Figure 58830DEST_PATH_IMAGE009
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴传输产生的相位差，
Figure 84555DEST_PATH_IMAGE007
为调制器调制得到的初始相位，
Figure 695796DEST_PATH_IMAGE005
为传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差，
Figure 160275DEST_PATH_IMAGE012
为电子单元通过调制器引入的反馈相位；
当两束线偏振光的相位差为
Figure 297995DEST_PATH_IMAGE001
并发生干涉时，探测器输出电压值为
Figure DEST_PATH_IMAGE019
。
6.根据权利要求1所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
检偏器采用光纤器件分别检测快轴传输的两束线偏振光的偏振态和慢轴传输的两束线偏振光的偏振态，并以快轴传输的两束线偏振光的偏振态为光波通过的偏振态，实现仅有快轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而慢轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤
快轴传输的两束线偏振光和慢轴传输的两束线偏振光在通过检偏器时，仅有一个轴传输的两束线偏振光通过检偏器达到探测器，而另一个轴传输的两束线偏振光被检偏器过滤。
7.根据权利要求1所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
所述保偏光纤在传感头内的绕制成环形且无骨架的保偏光纤环。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
所述温度解调模块中，光源与起偏器之间采用光纤进行熔接；
起偏器的输出尾纤与调制器的输入尾纤之间采用保偏光纤进行45°对轴熔接，形成第一45°熔接点；
调制器与保偏光纤环通过保偏光缆连接，即调制器的输出尾纤与保偏光缆的正向输入尾纤进行0°对轴熔接，保偏光缆的正向输出尾纤与保偏光纤环的输入尾纤进行0°对轴熔接，保偏光纤环的输出尾纤与保偏光缆的反向输入尾纤进行0°对轴熔接；
检偏器与保偏光纤环通过保偏光缆连接，即保偏光缆得反向输出尾纤与检偏器得输入尾纤进行45°对轴熔接，形成第二45°熔接点；
检偏器与探测器之间采用光纤进行熔接；
探测器与电气单元之间进行电气连接，探测器向电气单元传输由干涉光信号转换成的电信号；
电子单元与调制器之间进行电气连接，电子单元向调制器传输调制电压信号，其中调制电压信号根据初始相位和反馈相位的叠加值而确定。
9.根据权利要求8所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
所述保偏光缆包括：光纤绝缘子内的保偏光纤、复合光缆中的保偏光纤、电流采集模块输出的保偏光纤以及温度解调模块输出的保偏光纤；
其中，光纤绝缘子端部输出的保偏光纤，与传感头内保偏光纤环通过保偏光纤进行0°对轴熔接；复合光缆中的保偏光纤的一端在第一光缆终端盒内与光纤绝缘子底部输出的保偏光纤进行0°对轴熔接，复合光缆中的保偏光纤的另一端在第二光缆终端盒内与电流采集模块输出的保偏光纤、温度解调模块输出的保偏光纤均进行0°对轴熔接。
10.根据权利要求1所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统，其特征在于，
所述温度解调模块、电流采集模块布置在控制室屏柜内。
11.适用于权利要求1至10任一项所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿系统的一种全光纤直流电流互感器温度补偿方法，其特征在于，
所述方法包括：
步骤1，光源发出的光信号分解成两束相互垂直的线偏振光；
步骤2，对两束相互垂直的线偏振光进行初始相位
Figure 88097DEST_PATH_IMAGE007
的调制；
步骤3，经过初始相位调制的两束线偏振光分别经保偏光纤的快轴和慢轴传输至传感光纤处；传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差
Figure 186634DEST_PATH_IMAGE005
发生变化并返回；
步骤4，返回的两束线偏振光经保偏光纤的快轴和慢轴分别传输，并且偏振光在保偏光纤快慢轴的传播速度不同使得两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴往返传输过程中产生固有相位差
Figure 392487DEST_PATH_IMAGE009
；其中经快轴传输的返回线偏振光经45°熔接点分解为两束相互垂直的线偏振光，经慢轴传输的返回线偏振光分解为两束相互垂直的线偏振光；
步骤5，滤除其中一个轴传输的返回线偏振光；
步骤6，采集干涉光的功率并转换为电信号；解调温度信号并引入反馈相位
Figure 509348DEST_PATH_IMAGE012
去补偿相位差
Figure 408034DEST_PATH_IMAGE005
，使得返回的两束线偏振光的相位差为
Figure 915238DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤7，基于传感光纤温度补偿曲线，根据电信号解调出的温度信号，对全光纤直流电流互感器的测量误差进行补偿。
12.根据权利要求11所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿方法，其特征在于，
步骤2中利用调制器对线偏振光进行初始相位调制，包括：
步骤2.1，增大调制器的调制电压过程中，利用探测器检测两束线偏振光在调制过程中的输出功率；
步骤2.2，分别采集探测器输出最大光功率对应的调制电压
Figure 268991DEST_PATH_IMAGE010
和探测器输出最小光功率对应的调制电压
Figure 381303DEST_PATH_IMAGE011
；其中，最大光功率为
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，最小光功率为0；K为探测器的光电转换系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为光路总损耗，
Figure 44366DEST_PATH_IMAGE018
为光源发光功率；
步骤2.3，取调制电压
Figure 114565DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 396642DEST_PATH_IMAGE011
的均值作为初始相位的调制电压U，即满足
Figure DEST_PATH_IMAGE022
；
步骤2.4，确定调制电压U下的相位为
Figure DEST_PATH_IMAGE023
相位点，此时，初始相位
Figure 222516DEST_PATH_IMAGE007
满足
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，其中，
Figure 541633DEST_PATH_IMAGE009
为两束线偏振光分别沿着保偏光纤快慢轴传输产生的相位差。
13.根据权利要求12所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿方法，其特征在于，
步骤6包括：
步骤6.1，探测器将干涉光信号转换成电压模拟信号
Figure 85746DEST_PATH_IMAGE015
，当调制电压为
Figure 233831DEST_PATH_IMAGE022
时，探测器输出为
Figure 55156DEST_PATH_IMAGE016
；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为传感头温度变化引起保偏光纤消光比变化产生的相位差，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为电子单元通过调制器引入的反馈相位；
步骤6.2，初始时刻只存在温度相位差
Figure 138650DEST_PATH_IMAGE025
，探测器输出满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE027
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为初始时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
当前采样时刻尚未引入反馈相位
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，探测器输出满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE031
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为当前采样时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
步骤6.3，利用初始时刻和下一个采样时刻，探测器输出电压的差值，确定反馈相位
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
因此，确定反馈相位
Figure DEST_PATH_IMAGE036
。
14.根据权利要求13所述的一种全光纤直流电流互感器温度补偿方法，其特征在于，
步骤7包括：
步骤7.1，当前采样时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE037
引入反馈相位
Figure 82246DEST_PATH_IMAGE012
后，探测器输出电压值
Figure DEST_PATH_IMAGE038
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE039
可见，当前采样时刻
Figure 643808DEST_PATH_IMAGE033
引入反馈相位
Figure 585219DEST_PATH_IMAGE012
后探测器的输出电压值与初始时刻
Figure 964248DEST_PATH_IMAGE029
探测器输出电压值
Figure DEST_PATH_IMAGE040
相同；
步骤7.2，下一采样时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，探测器输出电压值
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
为下一采样时刻
Figure 109053DEST_PATH_IMAGE041
，传感光纤处的温度变化使得两束线偏振光的相位差；
此时，开环误差为
Figure DEST_PATH_IMAGE045
；
步骤7.3，引入反馈相位
Figure DEST_PATH_IMAGE046
，使得下一采样时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，探测器输出电压值
Figure DEST_PATH_IMAGE048
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE049
因此，确定反馈相位
Figure DEST_PATH_IMAGE050
；
步骤7.4，根据反馈相位，确定第
Figure DEST_PATH_IMAGE051
个采样时刻调制器的反馈调制电压
Figure DEST_PATH_IMAGE052
，满足如下关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE053
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE055
个采样时刻的探测器输出电压
Figure DEST_PATH_IMAGE056
与初始时刻的探测器输出电压
Figure DEST_PATH_IMAGE057
的差值，
Figure DEST_PATH_IMAGE058
为探测器的光电转换系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE059
为调制器的调制系数；
每个采样时刻对应一个温度采样值，因此，第n个采样温度值对应的调制器的反馈调制电压
Figure DEST_PATH_IMAGE060
也满足上述关系式；
步骤7.5，利用步骤7.4得到的关系式，对探测器的光电转换系数K和调制器的调制系数
Figure 425371DEST_PATH_IMAGE059
进行实验标定后，获得反馈调制电压与温度的关系曲线，即传感光纤温度补偿曲线；
步骤7.6，基于传感光纤温度补偿曲线，根据电信号解调出温度信号，利用温度信号对高压侧一次电流进行温度补偿。
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