一種光纖電流傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種光纖電流傳感器，包括通過保偏光纖連接的光路單元和FP腔，保偏光纖與FP腔之間連接有四分之一波片，光路單元包括依次連接的光源、光學(xué)環(huán)行器、光纖起偏器和光學(xué)相位調(diào)制器，光學(xué)環(huán)行器還通過光電探測器與信號處理單元連接，其中FP腔包括保偏耦合器、第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡、第二法拉第旋轉(zhuǎn)鏡以及用于連接待測電流導(dǎo)線的傳感光纖，傳感光纖的一端與第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡連接、另一端與保偏耦合器一側(cè)上的一個端口連接，保偏耦合器另一側(cè)上的兩個端口分別與第二法拉第旋轉(zhuǎn)鏡和四分之一波片連接。該傳感器能夠提高電流測量精度，尤其是小電流的測量，從而為光纖電流傳感器的電流測量工程化提供了一種可行的方法。
【專利說明】一種光纖電流傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖電流傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種基于偏振干涉和法拉第旋鏡FP腔的反射式薩格奈克型光纖電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電流是電力系統(tǒng)的基本參數(shù)，電流傳感器是測量電流的重要器件。一直以來，電磁感應(yīng)式電流傳感器在電力系統(tǒng)中的電流計量、電力分配、繼電保護、控制盒監(jiān)視等方面起著非常關(guān)鍵的作用。隨著繼電保護、電氣設(shè)備自動化程度和電力系統(tǒng)絕緣等級的提高，傳統(tǒng)的基于電磁感應(yīng)的電流傳感器由于其存在絕緣、磁飽和及電磁干擾、動態(tài)范圍小、不易運輸和安裝等問題，已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的電力系統(tǒng)的需要。針對這些問題，人們作了多方面的努力，其中最有競爭力和應(yīng)用前景的當(dāng)數(shù)充分發(fā)揮光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢，以實現(xiàn)對電流的檢測和有效保護整個系統(tǒng)的光纖電流傳感器。光纖電流傳感器(Fiber-optical CurrentSensor)因為采用光纖作為傳感介質(zhì)，所以在絕緣性、抗電磁干擾、可靠性等方面比傳統(tǒng)的電磁式電流傳感器有很大的優(yōu)勢。而且它不含交流線圈，不存在開路危險，體積小、重量輕、成本低、安裝方便，因此作為傳統(tǒng)電磁式電流傳感器的換代產(chǎn)品，近年來備受國內(nèi)外研究人員的重視。
[0003]在光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)中，反射式薩格奈克型光纖電流傳感器由于具有良好的互易結(jié)構(gòu)以及較強的抗外界干擾能力，是一個具有實用價值的全光纖電流傳感器方案。但是由于光纖電流傳感器是基于法拉第磁光效應(yīng)，在對小電流進行測量時，由于電流產(chǎn)生的法拉第相移較小，影響了電流傳感器的準(zhǔn)確性，也限制了其測量范圍。針對此種情形，若從光路提高其產(chǎn)生的法拉第相移，通常有兩種方法。一種是增加傳感光纖匝數(shù)，這樣確實可以增大法拉第相移，但是在傳感光纖匝數(shù)增加的同時，傳感光纖引入的線性雙折射和圓雙折射也隨之增加，這些引入的線性雙折射和圓雙折射會增大整個傳感系統(tǒng)的誤差。雖然近年來先后提出了“高圓雙折射光纖”、“旋制光纖”、“扭轉(zhuǎn)光纖”、“退火光纖”、“低雙折射光纖”等，線性雙折射仍是影響光纖電流傳感器的偏振誤差的一個很重要的因素。另一種提高法拉第相移的方法是采用費爾德常數(shù)較大的傳感光纖，如CdSe摻雜光纖等，這類光纖往往成本較高，離產(chǎn)品化還有一定的距離。因此，尋求一種方法能增加微弱電流產(chǎn)生的法拉第相移，對光纖電流傳感器的廣泛應(yīng)用有著十分重要的意義。
[0004]
【發(fā)明者】陳碩, 陳開鑫, 劉占元, 溫海燕 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院