CN1963539B - 光学电流互感器及其测定电流的方法 - Google Patents

Abstract

一种高压线路电流测量的光学电流互感器及其测定电流的方法，传感头为直条状磁光材料，沿直线布置的输入光纤、输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器、平行输出自聚焦透镜和光纤及垂直输出自聚焦透镜和光纤构成基本光路。被测电流通过环形导体，在其腔内建立平行磁场，在磁场内至少有一条基本光路，其传感头与磁力线平行。多个光路时各传感头等长且到环形导体轴线等距，每光路的输出光纤分别接低压侧的两个光电转换器，输出平行电压信号和垂直电压信号，从而算出被测电流。有多个光路时可以求平均值或进行温度修正从而提高精度。本发明传感头中的偏振光直通，不会因发射面变性而失稳。该互感器能长期稳定运行且测量精度高。

Description

光学电流互感器及其测定电流的方法

技术领域

本发明涉及电力系统高压线路电流测量及控制应用的光学电流互感器的改进，特别是涉及以磁光材料为主要传感器件的光学电流互感器的改进。

背景技术

电流互感器是电力系统计量和保护控制的重要设备，电磁式电流互感器经过长期发展，其测量稳态电流的精度可达万分之几，甚至更高；可是在短路故障情况下电磁式电流互感器出现严重的磁饱和现象，导致二次输出电流波形失真，不能描述短路电流的过渡过程，这是继电保护误动和拒动的主要原因之一。今后，电力系统的监视与控制将走向全时间过程，从局部走向全局。继电保护的误动和拒动会给电力系统带来灾难性的事故，因此，人们正在构建电力系统安全防御体系，传统的电磁式电流互感器不能反映电网动态过程，迫切需要新型的电流互感器，于是基于法拉第磁光效应的光学电流互感器受到重视，特别是块状光学电流互感器。中国专利号为ZL99254692的实用新型说明书公开了一种具有块状光学传感头的光学电流传感器，其光学玻璃传感头是中心带有圆孔且三个45度反射面的正方形扁平六面体，在三个反射面镀有保偏反射膜，被测电流的导体从圆孔穿过，在导体周围形成具有环形磁力线的磁场，经入射透镜、起偏器的偏振光经过三个45度反射面绕电流导体一周，经过磁场的作用，依法拉第效应偏振光的偏振面旋转，经过偏振分束棱镜分束检偏后呈两个光信号，分别耦合进两根输出光纤，再耦合进入光电探测器，转换为两个电信号。其优点是没有磁饱和现象，包括短路全过程都能测量出来，但是，其不足之处是长期稳定性不好，如果新的装置各反射面能够全反射，偏振光全部围绕电一周，但随着时间的推移，反射面的性质会发生变化，致使折射率发生变化，反射的光越来越弱，测量的精度及其可靠性越来越差，所以这类装置一直没有实际应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高光学电流互感器的性能稳定性，从而使光学电流互感器能够长期稳定运行，还要有足够高的测量精度，并提供用该光学电流互感器测定电流的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的光学电流互感器有四个技术方案，其基本构思是：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

概括地说，本发明是以“光直通而电流绕光”取代现有技术中的“电流直通而光绕电”，下面分别阐述四个技术方案：

1、一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，还有：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内，有一个光学传感头(2)及以其为核心构成的基本光路，光学传感头的材料为对温度敏感度小的磁光材料。

2、一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，还有：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所尽的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内有至少二个光学传感头(2)及以其为核心的基本光路，各光学传感头的长度相等，各光学传感头的中心线到环形导体的轴线的距离相等，光学传感头的材料为同一种对温度敏感度小的磁光材料。

3、一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，还有：

A、所尽的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内有至少二个光学传感头(2)及以其为核心构成的基本光路，各光学传感头的长度相等，各光学传感头的中心线到环形导体的轴线的距离相等，至少其中一个光学传感头的材料为对温度敏感度大的磁光材料，其余光学传感头的材料是对温度敏感度小的磁光材料。

4、一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，还有：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的均匀磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内有至少四个光学传感头(2)及以它为核心构成的基本光路，各光学传感头的长度相等，且其中心线到环形导体的轴线的距离相等，光学传感头的材料至少有两个是同一种对温度敏感度大的磁光材料，其余为对温度敏感度小的磁光材料。

上述四个方案中所说的环形导体例如可以是螺线管或者用宽的扁母线弯制成的曲面部分为圆筒的Ω形母线，还可以是U形、方的锯齿形、三角的锯齿形及多边形的折线形。

为了提高输出光强从而提高测定的灵敏度，输入自聚焦透镜和平行输出自聚焦透镜的中心线在同一条直线上，垂直输出自聚焦透镜的中心线与上述中心线的垂直且在同一平面内。

用上述四种光学电流互感器测定电流的四种方法，其共同构思是：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场；

B、启动光源，接通置于环形导体腔内且平行环形导体轴线的光路，每条光路中光沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头中偏振光真正的向与上述磁力线平行的方向传播；检偏器输出相互垂直的两个光强信号一平行输出光和垂直输出光；

C、平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化为并输出平行输出的电压信号J_P和垂直输出的电压信号J_S；

D、对输出电压信号进行处理，计算出被测电流的值。

四种测定方法的具体的技术方案如下：

1、一种用如上述技术方案1所述的光学电流互感器测定电流的方法，包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场；

B、启动光源，接通一条置于环形导体腔内且平行环形导体轴线的光路，光沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头中偏振光真正的向与上述磁力线平行的方向传播；检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光；

C、平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化为并输出平行输出的电压信号J_P和垂直输出的电压信号J_S；

D、处理输出信号，被测电流即环形导体通过的电流值为：

$i=\frac{1}{2\·V}\·\frac{J_P-J_S}{J_P+J_S}$

式中，V为光学传感头的磁光材料的Verdet常数。

2、一种用如上述技术方案2所述的光学电流互感器测定电流的方法，包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场。

B、启动光源，接通两条置于环形导体的腔内且平行环形导体的轴线的完全相同的光路，每条光路分别沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头中偏振光真正的向与上述磁力线平行的方向传播，检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光；

C、每条光路的平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化并输出为电压信号。

第一光路平行输出的电压信号为J_P1、垂直输出的电压信号为J_S1，第二光路平行输出的电压信号为J_P2、垂直输出的电压信号为J_S2，

D、处理输出信号，被测电流即环形导体通过的电流值为：

$i=\frac{1}{2\·V}\·\frac{(J_{P1}+J_{P2})-(J_{S1}+J_{S2})}{(J_{P1}+J_{P2})+(J_{S1}+J_{S2})}$

式中，V为光学传感头的磁光材料的Verdet常数。

3、一种用如上述技术方案3所述的光学电流互感器测定电流的方法，包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场。

B、启动光源，接通两条置于环形导体的腔内且平行于环形导体的轴线、其光学传感头的材料分别为对温度敏感度小和大的光路，每条光路的光分别沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头中偏振光真正沿与上述磁力线平行的方向传播，检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光。

C、每条光路的平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化并输出为电压信号，

对温度敏感度大的光路平行输出的电压信号为J_TP、垂直输出的电压信号为J_TS，对温度敏感度小的光路平行输出的电压信号为J_P、垂直输出的电压信号为J_S，

D、处理输出信号：

修正系数 $R=\frac{J_{\mathrm{TP}}-J_{\mathrm{TS}}}{J_{\mathrm{TP}}+J_{\mathrm{TS}}}\·\frac{J_P+J_S}{J_P-J_S}$

由R-K曲线得到温度系数K，被测电流即环形导体通过的电流值为： $i=\frac{1}{K}\·\frac{J_P-J_S}{J_P+J_S}$

4、一种用如上述技术方案4所述的光学电流互感器测定电流的方法，包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场。

B、启动光源，接通置于环形导体的腔内且平行环形导体的轴线、其光学传感头两个是对温度敏感度大的同种磁光材料而另两个是对温度敏感度小的磁光材料的四条光路，每条光路光沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头偏振光沿与上述磁力线平行的方向传播，检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光。

C、每条光路的平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化并输出为电压信号；

对温度敏感度大的两条光路平行输出的电压信号为J_TP1、J_TP2，垂直输出的电压信号为J_TS1、J_TS2，对温度敏感度大的两条光路平行输出的电压信号为J_P1、J_P2、垂直输出的电压信号为J_S1、J_S2；

D、处理输出信号：

修正系数 $R=\frac{(J_{\mathrm{TP}1}+J_{\mathrm{TP}2})-(J_{\mathrm{TS}1}+J_{\mathrm{TS}2})}{(J_{\mathrm{TP}1}+J_{\mathrm{TP}2})+(J_{\mathrm{TS}1}+J_{\mathrm{TS}2})}\·\frac{(J_{P1}+J_{P2})+(J_{S1}+J_{S2})}{(J_{P1}+J_{P2})-(J_{S1}+J_{S2})}$

由R-K曲线得到温度系数K

被测电流即环形导体通过的电流值为： $i=\frac{1}{K}\·\frac{(J_{P1}+J_{P2})-(J_{S1}+J_{S2})}{(J_{P1}+J_{P2})+(J_{S1}+J_{S2})}$

本发明的有益效果如下：

1、本发明把现有技术的光绕电的传感方式改为电绕光的传感方式，其光路只有一根直条状磁光材料，没有各种45度反射，消除了现有技术中反射面随时间推移变性致使偏振光强度变弱而丧失稳定性的缺陷，因此，本发明的光学电流互感器的光学传感头的性能能够保持长期稳定，即该光学电流互感器能够长期稳定运行。

2、其光路元件比块状光学传感头大大减少，所以可靠性提高。

3、在同值电流通过时在螺线管或Ω形导体内形成的直线磁场强度比一条直导线周围环形磁场强度大；现有技术中偏振光沿折线绕导体而磁力线是圆形，两者并不真正平行，本发明在光学传感头中偏振光真正沿平行于磁力线的方向传播，依法拉第效应，偏振光旋转角度大，所以比块状光学电流互感器的测量精度高。

4、当采用两个或两个以上同种磁光材料的光学传感头时，运用平均的方法提高侧量精度。

5、当采用两个或两个以上具有不同材料光学玻璃的光学传感头时，其中有对温度敏

感的磁光材料，对温度的影响进行修正，测量精度进一步提高。

图形说明

图1为光学电流互感器原理简图，

图2为螺线管式单一光路的光学电流互感器传感部分结构示意图，

图3为现场安装的螺线管式的光学电流互感器示意图，

图4为Ω形母线式两条光路的光学电流互感器传感部分B-B剖视图，

图5为Ω形母线式两条光路的光学电流互感器传感部分A-A剖视图，

图6为Ω形母线式两条光路的光学电流互感器现场安装示意图，

图7为螺线管式的四条光路的光学电流互感器传感部分结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：图2、图3是螺线管式单一光路的光学电流互感器示意图，一个光学传感头2，即一根直条状磁光材料，其一端依次连接起偏器7、输入自聚焦透镜6和输入光纤8，其另一端依次连接检偏器9、平行输出自聚焦透镜10和平行输出光纤11，上述各器件沿直线布置，在检偏器处与上述直线垂直地连接垂直自聚焦透镜12和垂直输出光纤13。沿直线布置的各元件的中心线最好在同一直线上，至少要使输入自聚焦透镜6与平行输出自聚焦透镜10的中心线在同一直线上，垂直输出自聚焦透镜12的中心线垂直于上述直线且在同一平面内。上述各件沿光的连接次序为输入光纤8、输入自聚焦透镜6、光学传感头2、检偏器9、平行输出自聚焦透镜10、平行输出光纤11及垂直自聚焦透镜12、垂直输出光纤13，为叙述方便将其命名为基本光路。基本光路中各器件的连接方式有两种，一种是对准中心线依次用粘接剂(紫外光敏胶)粘接起来；另一种方式是各器件的侧面粘在一个板上，使各器件的中心线处于同一直线及其垂线上，各器件之间可以有空隙。无论哪种连接方式，输出、输入光纤与各自聚焦透镜的光纤用光纤接头连接。光学传感头的端面是与长度方向垂直的平面，起偏器、检偏器、自聚焦透镜相互连触的都是平面，沿直线布置，则光在介面都是正入射，通过的光强大。磁光材料的光学传感头横断面为正方形或圆形或矩形或菱形或椭圆形或正多边形。磁光材料可以用磁光晶体包括石榴石单晶和尖晶石晶体，也可以采用磁光玻璃，每类又可以采用各种具体型号，磁光玻璃可以用ZF系列；石榴石单晶可以用钇铁石榴石单晶系列；尖晶石晶体可以用CdCr₂S₄、CoCr₂S₄等。本例选用ZF-7磁光玻璃。

被测电流通过的螺线管1-1，例如可以由矩形或圆形或正方形或多边形断面的母线绕成，其材料可以是铜、铝或钢，其螺距尽量小，即螺线管的母线排列尽量密，可以为一层，也可以为两层或多层并联。本例采用圆形铜线绕一层。螺线管的两端磨平，并各焊接于一个铜制的平法兰15，平法兰15的内径等于螺线管的外径。

用圆柱形的绝缘物体3把包括光学传感头2的基本光路固定在螺线管1-1内，绝缘物体的材料可以为环氧树脂、不饱和树脂、橡胶或尼龙，本例采用尼龙，圆柱形绝缘物体由纵向切开的多块粘合而成，在一个切块的切面上开槽安放光学传感头，本例分为两个半圆柱，在一块的切面上的中心附近开一个平行于圆柱体轴线的平行槽4，在靠近圆柱表面处再开一个平行槽，在相应于检偏器位置开垂直槽5，两端各开一个垂直槽，构成日字形槽，槽4和槽5是容纳光学器件的，其横断面为矩形，且断面比光学器件的断面大，其余的槽只容纳细的光纤，可以是小而浅的沟槽，把基本光路的直线布置的部分置于平行槽4内，直条状光学传感头应平行于圆柱体的轴线，从而使光学传感头平行于螺线管的轴线，且用硅胶粘接固定在槽内，垂直自聚焦透镜置于垂直的槽5内。输入光纤8、平行输出光纤11和垂直输出光纤13都经垂直的各槽引向靠表面的平行槽，并经该槽引向圆柱形绝缘物体的一端，引到绝缘物体外。把两半圆柱用硅橡胶粘合成圆柱体，装配到螺线管内。为了使两个半圆柱接合准确，在一个半圆柱的接合面上设有孔23，例如可以是3个孔，而另一个半圆柱的接合面上设有三个与孔相配合的柱24。利用尼龙的弹性，可以很好的装配到螺线管内，并保持光学传感头特别是条状磁光材料平行于螺线管的轴线。条状光学传感头的长度远小于螺线管的长度，沿长度方向位于螺线管中部，完全处于螺线管内的平行磁力线区域内。

如果在半圆柱的绝缘块的切面上只开槽4和槽5构成T字形的槽，则光纤从粘接面向一端集中引向绝缘块外，为了减少光纤的直径，在粘接面内应为裸光纤。

为了防振和增加弹性，还可以在尼龙的绝缘物体3的外面套一个环氧树脂筒14，在筒与尼龙绝缘块之间的空隙填充硅橡胶，环氧树脂筒装配在螺线管内，可以用纸条对称地塞紧。

圆柱形绝缘物体的长度等于螺线管焊接的平法兰15外缘的长度，平法兰相应于绝缘物体3开槽引出光纤处设有构槽16。平法兰的外面接带凸起的导电杆26的汇流盘18(即带凸杆的法兰)，平法兰及汇流盘各有8个孔，其中4个孔用螺栓把平法兰和汇流盘连接，另外4个孔用于加固，即把长度等于两个平法兰内表面距离的环氧树脂棒17装在两平法兰15之间，棒的两端面有螺孔，用螺钉把棒和法兰连接。

装配好的光学电流互感器下面有底座箱22，中间有绝缘子21，上面为壳体19，三者之间可以用法兰连接(图中未画出)，绝缘子21中心有纵向光纤束，光纤束两端伸到绝缘子两法兰之外。壳体的上部是水平的圆筒状，两端盖中心有孔供汇流盘的导电杆26穿出，两端盖至少有一个是活动盖，用螺钉固定在圆筒上，以便装入螺线管等。两端盖的外面还有压盖20，一端的压盖的孔径大于汇流盘的导电杆26直径，并且装有绝缘套25，绝缘套的内径与汇流盘的导电杆26配合，绝缘套的外径为粗细两段，细段在压盖的孔内，粗段在端盖孔内及壳体内，绝缘套使该端的汇流盘与壳体绝缘，并限制汇流盘轴向移动。另一端不装绝缘套，压盖孔与导电杆配合，该端汇流盘与壳体密切接触，使壳体与被测线路处于等电位。壳体的下部为一小段竖直的管，其下端为法兰。从构槽16引出的光纤在壳体下部分别与绝缘子21的上端延伸的光纤连接，其下端延伸的光纤分别在底座箱22内用光纤接头接平行输出光电转换器27、垂直输出光电转换器28、光源29(输入光纤接光源)，光源可以是发光二极管或激光器，平行输出光纤和垂直输出光纤分别接光电转换器。光源、光电转换器可以装在底座箱内，也可以装在控制室内，光纤接头置于底座箱内。应用时将光学电流互感器安装在构架上，用螺栓将底座箱上的地角孔固定在构架的平台上；通过汇流盘的导电杆将光学电流互感器串联在被测线路上。

具体实施方式二：图4、图5、图6所示为Ω硬母线式具有相同两个基本光路的光学电流互感器示意图。

供被测电流通过的导体是宽而扁的硬母线制成的Ω形的母线1-2，其曲线部分是有缸口的圆筒，Ω形母线的圆筒内固定着绝缘物体3，该绝缘物体的形状是外面为圆筒30，圆筒30内固定通过母线的平板31。圆筒30的外径与Ω形母线1-2的圆筒的内径相等，在平板31的一侧(也可以在两侧分别布置)对称地布置两条基本光路。每条基本光路是依次沿直线布置的输入光纤8、输入自聚焦透镜6、起偏器7、光学传感头2、检偏器9、平行自聚焦透镜10、平行输出光纤11，在检偏器9处还有与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜12、垂直输出光纤13。光学传感头是直条状的磁光材料，断面为方形，其长度远小于Ω形母线的轴线长度，布置在Ω形母线轴线方向的中央，处于通电后Ω形母线磁力线平行的区域。光学传感头两个端面是垂直于其长度方向的平面，与其相接的起偏器中会面的接触面也是平面，光在各接触面为正入射，穿过的光强度大。基本光路的各元件的中心线应尽量在同一直线上，至少应使入射自聚焦透镜6和平行输出自聚焦透镜10的中心线在同一条直线上，并且垂直自聚焦透镜12的中心线与上述中心线垂直且在同一平面内，这样可以使输出光强度大，提高测定的灵敏度。在安装固定时要保证直条状的光学传感头平行于圆筒30的轴线，且两个光学传感头的中心线到轴线的距离相等，也就是使两个光学传感头平行于Ω形母线的轴线且到该轴线的距离相等，从而保证两个光学传感头与磁力线平行，且两处的磁场强度相等。两个光学传感头的材料都是ZF-7磁光玻璃。为了使光路不受污染，保持光畅通，用罩32把两条基本光路罩起来，罩32也是绝缘材料的，用硅胶粘在平板31上。

在Ω形母线1-2的开口处的平直段，内有绝缘块33，外侧各有一根夹板34，夹板两端用螺栓压紧，把Ω形母线的开口固定且夹紧绝缘物体3。在Ω形母线1-2的两端各有一个绝缘材料的压板35，压板的一面有与Ω形相吻合的槽或凸台，相对的嵌装在Ω形母线的两端。两个压板有对应的孔用螺栓把两个压板夹紧。绝缘物体3的长度和Ω形母线轴向长度差有2倍槽或凸台的深度或高度，压板不但固定Ω形母线的形状而且轴向固定绝缘物体3。两个压板相应夹板处有方孔，供两个夹板端部及螺栓伸出压板外。

把上述装好的Ω形母线连同基本光路装在壳体19内，壳体19下部为支撑板36，上部为壳罩38，两者用螺栓固定。支撑36为方形平板，板的下面中部有段圆管，管的下部为法兰(图中未画)，Ω形母线的两平段放在支撑板的上面，在相应的位置有两个绝缘垫37，Ω形母线的平直段放在两个绝缘垫上，上面扣上壳体罩38，壳体罩的开口有翻边，用螺栓固定在支撑板上，Ω形母线一侧的平直段在绝缘垫37处上方有绝缘片39，使该侧Ω形母线与壳体绝缘，另一侧平直段上方不加绝缘片，使壳体与被测电流等电位。Ω形母线的平直段向两边伸到壳体外。固定在绝缘物体3内的各光路的输入光纤、平行输出光纤、垂直输出光纤集为光纤束，从一个压板35的孔引出，经支撑36下面的圆管伸到壳体下面。

应用时，在构架上装底座箱22，底座箱上为以法兰固定着中有贯通光纤束的绝缘子21，在绝缘子上面用法兰固定壳体，壳体内出口Ω形母线12的平直段串连接在被测高压线路。绝缘子两端的法兰在连接前，上端的光纤分别与壳体下部伸出的光纤分别用光纤接头连接，绝缘子下端的光纤则用光纤接头分别对应连接底座箱内的光源29及光电转换器27、28，于是各条基本光路中的输入光纤8与底座箱中的光源连接，各光路的平行输出光纤11、垂直输出光纤13分别与底座箱中的平行光电转换器27、垂直光电转换器28连接。光源可以是发光二极管或激光器，可以是每个光路设一个光源，也可以各光路用同一个光源。连接在底座箱内有两个平行输出光电转换器27、两个垂直光电转换器28。

当现场需要时光电转换器及光源还可以不装在底座箱内，而是延长光纤装在控制室内。

所说的当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体还可以是多层薄片状母线绕成的柔性的Ω形母线，无论刚性还是柔性的母线回环形，还可以是U形、方的锯齿形、三角的锯齿形、多边形的折线形。

关于光学传感头的断面，材料及其余各项同具体实施方式一所述。

具体方式三：Ω形母线式具有不同的两个基本光路的光学电流互感器，本具体实施方式与具体实施方式二不同之处仅仅在于：两个基本光路中的光学传感头的材料不同，一个是对温度敏感度大的顺磁性磁光材料，可以选用MR系列磁光玻璃，本例用MR-3磁光玻璃，我们称该基本光路为对温度敏感度大的光路。另一个光路的光学传感头为与具体实施方式二一样，是对温度敏感度小的磁光材料，可以是磁光玻璃，石榴石单晶体及尖品石晶体之中的任一类且为每一类中的任一种，本例用ZF-7磁光玻璃，该光路称之为对温度敏感度小的光路。

其余内容及图完全同具体实施方式二。

具体实施方式四：螺线管式具有两个相同的对温度敏感度大的基本光路和两个相同的对温度敏感度小的基本光路的光学电流互感器，见图2、图3和图7。

供被测电流通过的导体是螺线管1-1，圆柱形的绝缘物体3把四个基本光路固定在螺线管内，所说的基本光路是沿光通过的顺序沿直线依次布置的输入光纤8、输入自聚焦透镜6、起偏器7、光学传感头2、检偏器9、平行输出自聚焦透镜10、平行输出光纤11，在检偏器9处与上述直线垂直布置垂直自聚焦透镜12、垂直输出光纤13。光学传感头2是直条状的磁光材料，其两个端面是垂直于长度方向的平面，其长度明显小于螺线管的轴线方向的长度，四个光路的四个光学传感头平行于螺线管的轴线且到该轴线的距离相等，四个光学传感头的长度相等，沿轴线方向位于螺线管的中部，两个对温度敏感度大的光路的光学传感头材料为MR-3磁光玻璃，两个对温度敏感度小的基本光路的光学传感头的材料为ZF-7磁光玻璃。

图3所示为绝缘物体3为尼龙的圆柱体沿中心线切开的半个圆柱体，在每个切面上以中心轴线为准对称开槽，靠近中心线各有一个平行槽4，相当于检偏器9的位置向外开一垂直槽5，呈T字形，靠近两端各开一个垂直浅槽，靠近圆柱表面开平行浅槽，即在半圆柱的切面对中心对称的开两个日字形的槽。两个半圆柱的切面上共有四个日字形槽，将每个基本光路装在T字形的深槽内，把输入光纤8(端头部分)、输入自聚焦透镜6、起偏器7、光学传感头2、检偏器9、平行输出的自聚焦透镜10、平行输出光纤11(端头部分)的所谓直线部分置于平行槽4内，把垂直输出自聚焦透镜12、垂直输出光纤13(端头部分)置于垂直槽5内，并粘接牢固，上述各光纤经浅槽汇集为光纤束从一端伸出圆柱体，把两个半圆柱体的切面对好粘接，并把光纤束伸出处用硅胶密封。上述圆柱体绝缘物体3内有四个基本光路，其布置以切面(粘接面)对称，在每个切面方向又以中心线对称。

以上是与具体实施方式一不同之处，其余内容与具体实施方式一相同。

最后，在底座箱22内，对应四个基本光路有四个平行光电转换器和四个垂直输出光电转换器，四条输入光纤可以接同一个光源，也可以各接一个光源。

上述四个具体实施方式中的绝缘物体3的形状除了上述切面粘合的圆柱体和内有纵向平板的圆筒之外，还可以是：

(1)绝缘物体3的外部是圆筒，内部为十字形的板；

(2)绝缘物体3的主体是平板，平板的两端为短段的圆筒。

(3)绝缘物体3的主体是平板，板的两侧是通长的弧形板，其横断面呈工字形；

(4)绝缘物体的中部是平板，两端各有一个与平板垂直的圆板；

(5)绝缘物体是Y状布置的三个板；

(6)绝缘物体是浇注在环形导体腔内形成的；

上述各种形式中的圆柱体、圆筒、弧形板、圆形板的外径都与环形导体的内腔直径相配合；绝缘物体的材料为环氧树脂、不饱和树脂、橡胶、尼龙之中的任一种。

用上述四种光学电流互感器测定电流的四种方法很简单，在本说明书发明内容部分已经叙述清楚，在此不再重述。下面只是对有利于理解和实施本发明的有关事项加以说明。

每条基本光路中，光依次通过各元件，发生物理变化：输入自聚焦透镜6把光线变成平行光，起偏器7把平行光变为偏振光，偏振光通过光学传感头2在与偏振光传播方向平行的磁场的作用下，依法拉第效应，其偏振面旋转一角度，检偏器9把上述旋转角度值转化成相互垂直的两个光强信号：平行输出光(即按原直线方向)和垂直输出光。两者都是偏振光，前者经平行输出自聚焦透镜10聚焦后经平行输出光纤11输出，后者经垂直输出自聚焦透镜12聚焦后经垂直输出光纤13输出，两个输出光纤经过绝缘子把光强信号传到低压侧，两者再分别经平行光电转换器27和垂直光电转换器28，把光强信号转化为电压信号J_P和J_S，于是可以算出被测电流值。

有温度修正的方法3和方法4中所说的R-K曲线，该曲线可以经试验作出：

光学电流互感器安装于线路之前，将其置于温度控制箱内，光学电流互感器的环形母线通过一个固定的电流，例如100安培，通过调节温度控制箱内的温度T从零下40摄氏度到零上60摄氏度的范围内变化时，测出各温度下的平行输出电压J_TP、J_P和垂直输出电压J_TS、J_S，计算出各温度点下的修正系数R和温度系数K：

$R=\frac{J_{\mathrm{TP}}-J_{\mathrm{TS}}}{J_{\mathrm{TP}}+J_{\mathrm{TS}}}\·\frac{J_P+J_S}{J_P-J_S}$

$K=200\·\frac{J_{\mathrm{TP}}+J_{\mathrm{TS}}}{J_{\mathrm{TP}}-J_{\mathrm{TS}}}$

在坐标上绘制出R-K的关系曲线。

具有两个同样基本光路(即光学传感头是同一种对温度敏感度小的磁光材料)的光学电流互感器，除了上述对两个光路的同一种输出电压信号进行平均以提高测定电流的精度外，还可以只用一个光路而把另一个光路作为备用。其他各种互感器都可以增设备用光路。平时备用光路切断，当某一运行的光路出现故障，输出电压信号中断或严重失真时，自动切换投入备用光路，从而提高光学电流互感器的可靠性。

本发明的光学电流互感器可以应用于各种电压等级的线路上，如6KV、10KV、35kV、110kV、220KV、330KV、500KV、750KV等，区别仅在于绝缘子不同，其他均相同。

注1：本发明所称输入自聚焦透镜、平行输出自聚焦透镜和垂直输出自聚焦透镜是以其所起作用而命名的，其实是同一种自聚焦透镜。

注2：本发明所说的对圆柱形绝缘物体沿轴线切开的块只是对分块的形状的描述，并非一定要切开，可以直接作出二分之一或三分之一圆柱，粘接成圆柱。

注3：本发明所尽的在直线上，对于光纤而言是指光纤与元件连接点在直线上，其余部分可以任意布置。

Claims (12)

1.一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，其特征是：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内，有一个光学传感头(2)及以其为核心构成的基本光路，光学传感头的材料为对温度敏感度小的磁光材料。

2.一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，其特征是：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内有至少二个光学传感头(2)及以其为核心的基本光路，各光学传感头的长度相等，各光学传感头的中心线到环形导体的轴线的距离相等，光学传感头的材料为同一种对温度敏感度小的磁光材料。

3.一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，其特征是：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内有至少二个光学传感头(2)及以其为核心构成的基本光路，各光学传感头的长度相等，各光学传感头的中心线到环形导体的轴线的距离相等，至少其中一个光学传感头的材料为对温度敏感度大的磁光材料，其余光学传感头的材料是对温度敏感度小的磁光材料。

4.一种光学电流互感器，包括绝缘支撑、供被测电流通过的导体、光学传感头、起偏器、检偏器、光学透镜及其在低压侧的光源和光电转换器，其特征是：

A、所说的供被测电流通过的导体是当电流通过后在其内腔形成平行磁力线的均匀磁场的环形导体；

B、所说的光学传感头(2)是直条状的磁光材料，其长度远小于环状导体轴线方向的长度，光学传感头的两个端面为垂直于长度方向的平面；

C、每个光学传感头和与其相关的光学元件沿直线布置，构成基本光路，这些元件按光通过的顺序布置为：输入光纤(8)、输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜(10)、平行输出光纤(11)，在检偏器(9)处与上述直线垂直布置着垂直输出自聚焦透镜(12)、垂直输出光纤(13)；

D、光学传感头连同与之相关的构成基本光路的元件以绝缘物体(3)固定在环形导体的腔内，光学传感头平行于环形导体的轴线，且沿轴向方向位于腔内的中部，处于平行磁力线区域；

E、在环形导体的腔内有至少四个光学传感头(2)及以它为核心构成的基本光路，各光学传感头的长度相等，且其中心线到环形导体的轴线的距离相等，光学传感头的材料至少有两个是同一种对温度敏感度大的磁光材料，其余为对温度敏感度小的磁光材料。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的光学电流互感器，其特征是：所说的环形导体为螺线管(1-1)；螺线管的两端磨平并各焊接一个平法兰(15)，两平法兰的一部分孔用于固定加固棒(17)，加固棒长度等于两平法兰内侧距离，材料为环氧树脂，两端有螺孔，平法兰(15)的另一部分孔连接具有凸起的导电杆(26)的汇流盘(18)；螺线管为一层或多层并联，螺距小，螺线管的材料为铜、铝或钢之中的任一种，螺线管的线的横断面为圆形、矩形、正方形、椭圆形中的任一种。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的光学电流互感器，其特征是：所说的环形导体是宽的扁母线弯制成的曲面部分为圆筒的Ω形母线(1-2)；Ω形母线是硬母线弯制成的刚性的Ω形母线或多层薄片绕圆柱形绝缘物体构成的柔性的Ω形母线，刚性Ω形母线的圆筒部分为半圆筒到接近圆筒，开口处被绝缘固定，柔性的Ω形母线的圆筒部分有绝缘夹子，Ω形母线圆筒部分的两端分别设压板，两压板接触面上有与Ω形母线吻合的槽或凸台，螺栓把两个压板夹紧Ω形母线中的绝缘物体固定在两压板之间，Ω形母线的材料为铜、铝、钢之中的任一种。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的光学电流互感器，其特征是：把光学传感头及与之相关的构成基本光路的元件固定在所说的环形导体腔内的绝缘物体的形状为下述A、B、C、D、E、F、G、H中的任一种：

A、绝缘物体(3)由至少两个纵向切开的圆柱体切块构成，在需要安装光学传感头的平面上靠近圆柱中心开有平行于中心线的安装输入自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、光学传感头(2)、检偏器(9)、平行输出自聚焦透镜的平行槽(4)，及与圆柱体轴线垂直的安装垂直输出自聚焦透镜(12)的垂直槽(5)，以及供放置光纤用的槽，安装好光学传感头及与之相关的构成基本光路的元件后，把切块粘结成圆柱体；

B、绝缘物体(3)的外部是圆筒(30)，其内部为至少一个纵向的平板(31)；

C、绝缘物体(3)的外部是圆筒，内部为十字形的板；

D、绝缘物体(3)的主体是平板，平板的两端为短段的圆筒；

E、绝缘物体(3)的主体是平板，板的两侧是通长的弧形板，其横断面呈工字形；

F、绝缘物体的中部是平板，两端各有一个与平板垂直的圆板；

G、绝缘物体是Y状布置的三个板；

H、绝缘物体是浇注在环形导体腔内形成的；

上述各种形式中的圆柱体、圆筒、弧形板、圆形板的外径都与环形导体的内腔直径相配合；

绝缘物体的材料为环氧树脂、不饱和树脂、橡胶、尼龙之中的任一种。

8.根据权利要求1所说的光学电流互感器，其特征是：输入自聚焦透镜(6)与平行输出自聚焦透镜(10)的中心线在同一直线上，垂直输出自聚焦透镜(12)的中心线与上述中心线垂直且在同一平面内；绝缘支撑是内有纵向贯穿的光纤束的两端有法兰的绝缘子(21)，平行输出光纤(11)、垂直输出光纤(13)分别与绝缘子(21)中心的光纤相连，另一端分别接平行光电转换器(27)、垂直光电转换器(28)；所说的光学传感头的横断面为正方形、圆形、矩形、菱形、椭圆形之中的任一种；所说的对温度敏感度小的磁光材料为光学玻璃、石榴石单晶体及尖晶石晶体之中的任一类且为每类中的任一种；所说的对温度敏感度大的磁光材料为顺磁性磁光材料；所说的环形导体还可以为U形、方的锯齿形、三角的锯齿形及多边形的折线形之中的任一种。

9.一种用如权利要求1所述的光学电流互感器测定电流的方法，其特征是包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场；

B、启动光源，接通一条置于环形导体腔内且平行环形导体轴线的光路，光沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头中，偏振光真正地沿着与上述磁力线平行的方向传播；检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光；

C、平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化为并输出平行输出的电压信号J_P和垂直输出的电压信号J_S；

D、处理输出信号，被测电流即环形导体通过的电流值为：

$i=\frac{1}{2\·V}\·\frac{J_P-J_S}{J_P+J_S}$

式中，V为光学传感头的磁光材料的Verdet常数。

10.一种用如权利要求2所述的光学电流互感器测定电流的方法，其特征是包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场；

B、启动光源，接通两条置于环形导体的腔内且平行环形导体的轴线的完全相同的光路，每条光路分别沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在光学传感头中偏振光真正地沿着与上述磁力线平行的方向传播，检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光；

C、每条光路的平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化并输出为电压信号：

第一光路平行输出的电压信号为J_P1、垂直输出的电压信号为J_S1，第二光路平行输出的电压信号为J_P2、垂直输出的电压信号为J_S2；

D、处理输出信号，被测电流即环形导体通过的电流值为：

$i=\frac{1}{2\·V}\·\frac{(J_{P1}+J_{P2})-(J_{S1}+J_{S2})}{(J_{P1}+J_{P2})+(J_{S1}+J_{S2})}$

式中，V为光学传感头的磁光材料的Verdet常数。

11.一种用如权利要求3所述的光学电流互感器测定电流的方法，其特征是包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场；

B、启动光源，接通两条置于环形导体的腔内且平行于环形导体的轴线、其传感头的材料分别为对温度敏感度小和大的光路，每条光路的光分别沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在传感头中偏振光真正地沿着与上述磁力线平行的方向传播，检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光；

C、每条光路的平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化并输出为电压信号：

对温度敏感度大的光路平行输出的电压信号为J_TP、垂直输出的电压信号为J_TS，对温度敏感度小的光路平行输出的电压信号为J_P、垂直输出的电压信号为J_S；

D、处理输出信号：

修正系数 $R=\frac{J_{\mathrm{TP}}-J_{\mathrm{TS}}}{J_{\mathrm{TP}}+J_{\mathrm{TS}}}\·\frac{J_P+J_S}{J_P-J_S}$

由R-K曲线得到温度系数K，

被测电流即环形导体通过的电流值为： $I=\frac{1}{K}\·\frac{J_P-J_S}{J_P+J_S}.$

12.一种用如权利要求4所述的光学电流互感器测定电流的方法，其特征是包括下列步骤：

A、把环形导体串联接入被测电流高压线路，令被测电流通过，在环形导体的腔内建立磁力线平行环形导体的轴线的磁场；

B、启动光源，接通置于环形导体的腔内且平行环形导体的轴线的其传感头两个是对温度敏感度大的磁光材料而另两个是对温度敏感度小的四条光路，每条光路光沿直线依次通过输入自聚焦透镜、起偏器、光学传感头、检偏器，在传感头偏振光沿与上述磁力线平行的方向传播，检偏器输出相互垂直的两个光强信号，即平行输出光和垂直输出光；

C、每条光路的平行输出光和垂直输出光分别通过平行输出自聚焦透镜、平行输出光纤和垂直输出自聚焦透镜、垂直输出光纤经过绝缘子通入低压侧的平行光电转换器、垂直光电转换器，分别转化并输出为电压信号：

对温度敏感度大的两条光路平行输出的电压信号为J_TP1、J_TP2，垂直输出的电压信号为J_TS1、J_TS2，对温度敏感度小的两条光路平行输出的电压信号为J_P1、J_P2、垂直输出的电压信号为J_S1、J_S2；

D、处理输出信号：

修正系数 $R=\frac{(J_{\mathrm{TP}1}+J_{\mathrm{TP}2})-(J_{\mathrm{TS}1}+J_{\mathrm{TS}2})}{(J_{\mathrm{TP}1}+J_{\mathrm{TP}2})+(J_{\mathrm{TS}1}+J_{\mathrm{TS}2})}\·\frac{(J_{P1}+J_{P2})+(J_{S1}+J_{S2})}{(J_{P1}+J_{P2})-(J_{S1}+J_{S2})}$

由R-K曲线得到温度系数K

被测电流即环形导体通过的电流值为： $i=\frac{1}{K}\·\frac{(J_{P1}+J_{P2})-(J_{S1}+J_{S2})}{(J_{P1}+J_{P2})+(J_{S1}+J_{S2})}.$

Images