CN207541137U - 一种光纤电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光纤电流互感器，包括光路单元和检测单元；光路单元包括光源；与光源连接的耦合器；与耦合器连接的偏振器；与偏振器连接的相位调节器；与相位调节器连接的λ/4波片；与λ/4波片连接的传感光纤；与传感光纤连接的反射镜；检测单元包括与耦合器连接的光电探测器；与光电探测器连接的放大滤波器；与放大滤波器连接的A/D转换器；与A/D转换器连接的信号处理器；与信号处理器连接的D/A转换器和运放单元；D/A转换器和运放单元分别与相位调节器连接。利用信号处理器和相位调制器实现对光纤电流互感器的相位闭环控制，提高光纤电流互感器的信噪比和抗干扰能力，并且无需远端采集模块，既降低供电成本，又方便工作人员检修。
Description
技术领域
本申请涉及电力设备领域，尤其涉及一种光纤电流互感器。
背景技术
长期以来，电流互感器对于电力系统运行监视起着重要的作用，电流互感器具有与一次设备的隔离，同时与二尺四河北实现电力系统的计量、保护和测控等功能。
传统的电流式互感器以硅钢片铁芯为传导截止，除感应产生与一次电流成正比的二次电流外，还承担着绝缘、驱动负载和信号传导的作用，该类型互感器存在铁损大、铁磁饱和、谐振和绝缘结构复杂、开路高压、接地故障和电磁干扰等问题，已不能满足现代电力系统一次系统高电压、容量大和二次系统微机化、小型化和网络化的要求。
为了解决上述问题，有源电子式互感器应用而生。有源电子式互感器采用不含铁芯的传感头检测电流，并通过远端采集模块本地采样，利用光纤远程传输，实现信号传感与驱动、绝缘和传输功能分离的作用。但是，有源电子式互感器的远端采集模块的供电成本高，并且由于远端采集模块位于高压端，对工作人员的检修造成不便。
实用新型内容
本申请提供了一种光纤电流互感器，以解决现有的有源电子式互感器的远端采集模块的供电成本高，并且由于远端采集模块位于高压端，对工作人员的检修造成不便的问题。
本申请提供一种光纤电流互感器，包括光路单元和检测单元；
所述光路单元包括光源；
与所述光源连接的耦合器；
与所述耦合器连接的偏振器；
与所述偏振器连接的相位调节器；
与所述相位调节器连接的λ/4波片；
与所述λ/4波片连接的传感光纤；
与所述传感光纤连接的反射镜；
所述检测单元包括与所述耦合器连接的光电探测器；
与所述光电探测器连接的放大滤波器；
与所述放大滤波器连接的A/D转换器；
与所述A/D转换器连接的信号处理器；
与所述信号处理器连接的D/A转换器和运放单元；
所述D/A转换器和运放单元分别与所述相位调节器连接。
进一步地，所述λ/4波片采用椭圆芯光纤制成。
进一步地，所述光源为可调节超辐射半导体激光器，所述可调节超辐射半导体激光器的中心波长为1350nm，带宽为450nm，功率可调范围为0-1MW。
进一步地，所述光电探测器的灵敏度为55dB。
进一步地，所述传感光纤为旋转光纤，所述旋转光纤由单模光纤旋转而成。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种光纤电流互感器，利用信号处理器和相位调制器实现对光纤电流互感器的相位闭环控制，大大提高光纤电流互感器的信噪比和抗干扰能力，并且无需远端采集模块，既降低供电成本，又方便工作人员检修。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种光纤电流互感器的结构示意图；
其中，1-光源，2-耦合器，3-偏振器，4-相位调节器，5-λ/4波片，6-传感光纤，7-反射镜，8-运放单元，9-D/A转换器，10-信号处理器，11-A/D转换器，12-放大滤波器，13-光电探测器。
具体实施方式
参见图1，本申请提供一种光纤电流互感器，包括光路单元和检测单元；
所述光路单元包括光源1；
与所述光源1连接的耦合器2；
与所述耦合器2连接的偏振器3；
与所述偏振器3连接的相位调节器4；
与所述相位调节器4连接的λ/4波片5；
与所述λ/4波片5连接的传感光纤6；
与所述传感光纤6连接的反射镜7；
所述检测单元包括与所述耦合器2连接的光电探测器13；
与所述光电探测器13连接的放大滤波器12；
与所述放大滤波器12连接的A/D转换器11；
与所述A/D转换器11连接的信号处理器10；
与所述信号处理器10连接的D/A转换器9和运放单元8；
所述D/A转换器9和运放单元8分别与所述相位调节器4连接。
本实施例的工作原理为：光源1发出的光经过耦合器2后，由偏振器3起偏，形成两述正交的线偏振光；然后经由保偏光纤的X轴和Y轴传输，当这两述正交模式的光经过λ/4波片5后，分贝转变为左旋和右旋的圆偏振光，进入传感光纤6。在传感光纤6中由于传输电流产生磁场Farady效应(法拉第旋转效应)，两束圆偏振光以不同的速度传输，由传感光纤6端面的镜面反射后，两束圆偏正光的偏振模式互换(左旋变右旋，右旋变左旋)，再次穿过传感光纤6，并再次和电流产生的磁场相互作用，使产生的相位加倍，包含Farady相位差的两束光再次通过λ/4波片5后，恢复为线偏振光，并在偏振器3出放生干涉，干涉光波经过耦合器2进入光电探测器13。光电探测器13检测干涉光强变化，经过放大滤波器12和A/D转换器11处理之后，送入信号处理器10，形成闭环反馈电压信号经由D/A转换器9和运放单元8来调制相位调节器4，使相位调节器4在加入非互易的反馈补偿相移，该反馈相移与外部电流导致的Farady相移大小相等、方向相反，使光纤电流互感器闭环系统始终工作在相位零点附近，光纤电流互感器的信号处理器10通过获取该补偿相移的大小，经过比例因子转换得出电力线的电流信息。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种光纤电流互感器，利用信号处理器10和相位调制器实现对光纤电流互感器的相位闭环控制，大大提高光纤电流互感器的信噪比和抗干扰能力，并且无需远端采集模块，既降低供电成本，又方便工作人员检修。
进一步地，所述λ/4波片5采用椭圆芯光纤制成。
进一步地，所述光源1为可调节超辐射半导体激光器，所述可调节超辐射半导体激光器的中心波长为1350nm，带宽为450nm，功率可调范围为0-1MW。
进一步地，所述光电探测器13的灵敏度为55dB。
进一步地，所述传感光纤6为旋转光纤，所述旋转光纤由单模光纤旋转而成。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种光纤电流互感器，利用信号处理器10和相位调制器实现对光纤电流互感器的相位闭环控制，大大提高光纤电流互感器的信噪比和抗干扰能力，并且无需远端采集模块，既降低供电成本，又方便工作人员检修。
Claims (5)
1.一种光纤电流互感器，其特征在于，包括光路单元和检测单元；
所述光路单元包括光源(1)；
与所述光源(1)连接的耦合器(2)；
与所述耦合器(2)连接的偏振器(3)；
与所述偏振器(3)连接的相位调节器(4)；
与所述相位调节器(4)连接的λ/4波片(5)；
与所述λ/4波片连接的传感光纤(6)；
与所述传感光纤(6)连接的反射镜(7)；
所述检测单元包括与所述耦合器(2)连接的光电探测器(13)；
与所述光电探测器(13)连接的放大滤波器(12)；
与所述放大滤波器(12)连接的A/D转换器(11)；
与所述A/D转换器(11)连接的信号处理器(10)；
与所述信号处理器(10)连接的D/A转换器(9)和运放单元(8)；
所述D/A转换器(9)和运放单元(8)分别与所述相位调节器(4)连接。
2.如权利要求1所述的光纤电流互感器，其特征在于，所述λ/4波片(5)采用椭圆芯光纤制成。
3.如权利要求1所述的光纤电流互感器，其特征在于，所述光源(1)为可调节超辐射半导体激光器，所述可调节超辐射半导体激光器的中心波长为1350nm，带宽为450nm，功率可调范围为0-1MW。
4.如权利要求1所述的光纤电流互感器，其特征在于，所述光电探测器(13)的灵敏度为55dB。
5.如权利要求1所述的光纤电流互感器，其特征在于，所述传感光纤(6)为旋转光纤，所述旋转光纤由单模光纤旋转而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721387576.3U CN207541137U (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种光纤电流互感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721387576.3U CN207541137U (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种光纤电流互感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207541137U true CN207541137U (zh) | 2018-06-26 |
Family
ID=62610957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201721387576.3U Active CN207541137U (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种光纤电流互感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207541137U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109212458A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-01-15 | 国网冀北电力有限公司唐山供电公司 | 一种基于非互易相移器材的Sagnac干涉型大电流光纤电流互感器测量方法 |
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2017
- 2017-10-25 CN CN201721387576.3U patent/CN207541137U/zh active Active
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| CN109212458A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-01-15 | 国网冀北电力有限公司唐山供电公司 | 一种基于非互易相移器材的Sagnac干涉型大电流光纤电流互感器测量方法 |
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