具有雙保護功能的全光纖電流互感器的制造方法
【專利摘要】一種具有雙保護功能的全光纖電流互感器，包括敏感頭，其特別之處在于：所述敏感頭包括尾端分別連有反射鏡的第一傳感光纖和第二傳感光纖，用于分別環(huán)繞在待測線纜外實現(xiàn)傳感；第一傳感光纖與第一數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二傳感光纖與第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊與主備倒換控制模塊連接，用于實現(xiàn)輸出的切換。與現(xiàn)有全光纖電流互感器相比，本實用新型利用了雙保護結(jié)構(gòu)，在一路傳感光纖不能準確測量或不能正常工作時可切換至另一路進行測量，而無需對敏感頭進行檢修和重新安裝，使整個電流互感器能夠在溫度急劇變化等惡劣條件下長期保持穩(wěn)定工作，從而大大減少了全光纖電流互感器工作異常造成的損失和維護成本。
【專利說明】具有雙保護功能的全光纖電流互感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學電流互感器，具體地指一種具有雙保護功能的全光纖電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)向大容量、超高壓和特高壓方向發(fā)展，對電力設備小型化、智能化和高可靠性的要求越來越高。目前在電力系統(tǒng)中廣泛應用的是常規(guī)電磁式電流、電壓互感器或電容式傳感器，由于系統(tǒng)電壓增高，致使互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復雜，體積增加，造價也隨之升高；同時電磁式互感器還存在著磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小等缺點，已難以滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求。
[0003]新型電子式互感器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、抗電磁干擾、不飽和以及易于數(shù)字信號傳輸?shù)膬?yōu)點，順應電力工程的發(fā)展要求，特別是隨著GIS、HGIC的普遍應用和特高壓變電站的建設，電子式互感器在工程應用上的實踐尤為重要。近年來隨著基于光學和電子學原理的電子式電壓、電流互感器技術(shù)的不斷發(fā)展，常規(guī)模擬信號和控制電纜將逐步被光電數(shù)字信號和光纖代替。全光纖電流互感器與傳統(tǒng)電磁式電流互感器相比，具有許多優(yōu)勢:全光纖電流互感器測量線性度及準確度極高、動態(tài)范圍大、頻率響應寬、絕緣性好，其內(nèi)部不充油、無絕緣氣體、環(huán)保性能好、符合抗震標準；全光纖電流互感器安全可靠，運行中功耗小，適用范圍涵蓋了電磁式互感器的所有應用場合，尤其是超高壓如750KV電網(wǎng)及對精度和暫態(tài)特性要求高的場合；同時，全光纖電流互感器體積小、重量輕、節(jié)省運輸和安裝成本，適合在緊湊的變電站或需要改造但空間有限的改建工程中使用；220KV全光纖電流互感器比傳統(tǒng)電流互感器價格稍低，500KV全光纖電流互感器價格顯著低于傳統(tǒng)電流互感器，具有很高的經(jīng)濟效益，很適合電力數(shù)字化和自動化的發(fā)展趨勢。
[0004]現(xiàn)有全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)如說明書附圖部分的圖1所示，其中1/4波片、傳感光纖和反射器構(gòu)成敏感頭部分，該全光纖電流互感器的工作原理大致為:光源發(fā)出的光經(jīng)過耦合器、再經(jīng)過起偏器后變成線偏振光，線偏振光經(jīng)45°光纖熔點注入到保偏光纖的快、慢軸，兩束正交的線偏振光經(jīng)相位調(diào)制器調(diào)制后進入傳輸光纖，由1/4波片轉(zhuǎn)換為兩束正交的圓偏振光并進入傳感光纖，在磁場作用下，兩束圓偏振光之間產(chǎn)生正比于被測電流的相位差，經(jīng)反射鏡反射后兩束圓偏振光沿原路返回，同時相位差加倍，并再次由1/4波片轉(zhuǎn)換為兩束模式互換(原來沿保偏光纖快軸傳輸?shù)木€偏振光此時沿慢軸傳輸，原來沿保偏光纖慢軸傳輸?shù)木€偏振光此時沿快軸傳輸)的正交線偏振光，兩束線偏振光最終在45°熔點處發(fā)生干涉，經(jīng)檢偏器檢偏后最終由探測器檢測到干涉信息，經(jīng)過信號處理部分完成其整個工作過程。
[0005]雖然全光纖電流互感器具有前述較傳統(tǒng)電磁式互感器的眾多優(yōu)勢，但由于全光纖電流互感器的實際應用場合往往存在溫度急劇變化等惡劣條件，所以實際的測量精度往往受到環(huán)境影響，且一旦發(fā)生損壞，將損失測量數(shù)據(jù)，造成互感器敏感頭的檢修、重新安裝成本。實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種具有雙保護功能的全光纖電流互感器，具有兩路傳感光纖，能夠在一路不能準確測量或不能正常工作時切換至另一路進行測量，無需對其敏感頭進行檢修，進而大大減少全光纖電流互感器工作異常造成的損失和維護成本。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的一種具有雙保護功能的全光纖電流互感器，包括敏感頭，其特別之處在于:所述敏感頭包括尾端分別連有反射鏡的第一傳感光纖和第二傳感光纖，用于分別環(huán)繞在待測線纜外實現(xiàn)傳感；第一傳感光纖與第一數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二傳感光纖與第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊與主備倒換控制模塊連接，用于實現(xiàn)輸出的切換。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述全光纖電流互感器還包括分布式溫度測量系統(tǒng)，分布式溫度測量系統(tǒng)包括第一測溫光纖及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊，和第二測溫光纖及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊；第一測溫光纖與所述第一傳感光纖并行設置，第二測溫光纖與所述第二傳感光纖并行設置。
[0009]進一步地，所述第一測溫光纖的信號處理模塊輸出端分別與第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二測溫光纖的信號處理模塊輸出端分別與第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊連接。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述敏感頭包括呈環(huán)形的敏感頭殼體，敏感頭殼體內(nèi)開有兩組環(huán)形凹槽，分別用于容納所述第一傳感光纖(或者并行設置的第一傳感光纖、第一測溫光纖)和第二傳感光纖(或者并行設置的第二傳感光纖、第二測溫光纖)，敏感頭殼體的兩組環(huán)形凹槽尾端處分別設有反射鏡凹槽，用于容納所述反射鏡，敏感頭殼體的側(cè)面設有開孔，用于光纖的引出。
[0011]與前述現(xiàn)有全光纖電流互感器相比，本實用新型的有益效果在于:利用了雙保護結(jié)構(gòu)，在一路傳感光纖不能準確測量或不能正常工作時可切換至另一路進行測量，而無需對敏感頭進行檢修和重新安裝，使整個電流互感器能夠在溫度急劇變化等惡劣條件下長期保持穩(wěn)定工作，從而大大減少全光纖電流互感器工作異常造成的損失和維護成本；進一步地，分布式溫度測量系統(tǒng)的設置，在不影響互感器絕緣性的情況下，能夠?qū)崟r獲取兩路傳感光纖的溫度信息，這些溫度數(shù)據(jù)可用于利用外部電路實現(xiàn)溫度變化所引起誤差的補償，使最終的電流測量結(jié)果更精確；專為兩路(組)傳感光纖設計的開有兩組環(huán)形凹槽的敏感頭殼體的設置，便于敏感頭的裝配和使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)暨工作原理圖。
[0013]圖2為本實用新型全光纖電流互感器的敏感頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本實用新型的工作原理圖。
[0015]圖中:I一第一傳感光纖，2—第一測溫光纖，3—第二傳感光纖，4一第二測溫光纖，5—反射鏡，6—敏感頭殼體，7—環(huán)形凹槽?！揪唧w實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例作進一步的詳細描述。
[0017]圖1示意出了現(xiàn)有全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)及其工作原理，因在【背景技術(shù)】部分已作了詳細描述，于此不再贅述。
[0018]如圖2和圖3所示，本實用新型的一種具有雙保護功能的全光纖電流互感器，包括敏感頭和分布式溫度測量系統(tǒng)，其它結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有全光纖電流互感器相似。其敏感頭包括呈環(huán)形的敏感頭殼體6，敏感頭殼體6內(nèi)開有兩組環(huán)形凹槽7，敏感頭殼體6的兩組環(huán)形凹槽7尾端處分別設有反射鏡凹槽，敏感頭殼體6的側(cè)面設有開孔。敏感頭還包括尾端分別連有反射鏡5的第一傳感光纖I和第二傳感光纖5，二者均為低雙折射光纖，第一傳感光纖I依次經(jīng)光電探測器、放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與第一數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二傳感光纖5依次經(jīng)光電探測器、放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊與主備倒換控制模塊連接，可用于實現(xiàn)輸出的切換。分布式溫度測量系統(tǒng)則包括第一測溫光纖2及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊，和第二測溫光纖4及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊。第一測溫光纖2與前述第一傳感光纖I并行設置，第二測溫光纖4與前述第二傳感光纖3并行設置，分別用于測量兩根傳感光纖的溫度。第一測溫光纖2的信號處理模塊輸出端分別與第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二測溫光纖4的信號處理模塊輸出端也分別與第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊連接。第一傳感光纖I和第一測溫光纖2盤繞在敏感頭殼體6的一組環(huán)形凹槽7內(nèi)，第二傳感光纖3和第二測溫光纖4盤繞在敏感頭殼體6的另一組環(huán)形凹槽7內(nèi)，兩個反射鏡5置于反射鏡凹槽中，兩組共四根光纖從敏感頭殼體6側(cè)面的開孔引出。
[0019]工作時，第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊構(gòu)成本裝置的數(shù)據(jù)處理部分，分別處理兩個反射鏡5反射的光信號，同時接收兩根測溫光纖2、4的溫度信號，數(shù)字解調(diào)模塊判斷溫度傳感部分(測溫光纖及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊)是否正常工作，如果某一路溫度傳感部分由于損壞或其它原因造成信號錯誤，則由數(shù)字解調(diào)模塊切換至另一路溫度傳感部分的數(shù)據(jù)；主備倒換控制模塊用于切換第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊的輸出，如果某一路數(shù)字解調(diào)模塊不能正常工作，就由主備倒換控制模塊切換至另一路第二數(shù)字解調(diào)模塊輸出，因此提高了整個電流互感器的可靠性，并延長了電流互感器的使用壽命。數(shù)字解調(diào)模塊還可利用外部電路實現(xiàn)溫度變化所引起誤差的補償，使電流互感器的測量精度得到提高。
【權(quán)利要求】
1.一種具有雙保護功能的全光纖電流互感器，包括敏感頭，其特征在于:所述敏感頭包括尾端分別連有反射鏡(5)的第一傳感光纖(I)和第二傳感光纖(3),用于分別環(huán)繞在待測線纜外實現(xiàn)傳感；第一傳感光纖(I)與第一數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二傳感光纖(3)與第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊與主備倒換控制模塊連接，用于實現(xiàn)輸出的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙保護功能的全光纖電流互感器，其特征在于:所述全光纖電流互感器還包括分布式溫度測量系統(tǒng)，分布式溫度測量系統(tǒng)包括第一測溫光纖(2)及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊，和第二測溫光纖(4)及其光源、信號接收模塊、信號處理模塊；第一測溫光纖(2)與所述第一傳感光纖(I)并行設置，第二測溫光纖(4)與所述第二傳感光纖(3)并行設置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有雙保護功能的全光纖電流互感器，其特征在于:所述第一測溫光纖(2)的信號處理模塊輸出端分別與第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊連接，第二測溫光纖(4)的信號處理模塊輸出端分別與第一數(shù)字解調(diào)模塊和第二數(shù)字解調(diào)模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙保護功能的全光纖電流互感器，其特征在于:所述敏感頭包括呈環(huán)形的敏感頭殼體(6)，敏感頭殼體(6)內(nèi)開有兩組環(huán)形凹槽(7)，分別用于容納所述第一傳感光纖(I)和第二傳感光纖(3)，敏感頭殼體(6)的兩組環(huán)形凹槽(7)尾端處分別設有反射鏡凹槽，用于容納所述反射鏡(5)，敏感頭殼體(6)的側(cè)面設有開孔，用于光纖的引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有雙保護功能的全光纖電流互感器，其特征在于:所述敏感頭包括呈環(huán)形的敏感頭殼體(6)，敏感頭殼體(6)內(nèi)開有兩組環(huán)形凹槽(7)，分別用于容納并行設置的第一傳感光纖(I)和第一測溫光纖(2)以及第二傳感光纖(3)和第二測溫光纖(4)，敏感頭殼體(6)的兩組環(huán)形凹槽(7)尾端處分別設有反射鏡凹槽，用于容納所述反射鏡(5)，敏感頭殼體(6)的側(cè)面設有開孔，用于光纖的引出。
【文檔編號】G01R15/24GK203811664SQ201420133491
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】胡元兵, 張芳, 關(guān)昌 申請人:武漢長盈通光電技術(shù)有限公司