专利名称：基于光纤振动传感器的电动式电流互感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压电器与光学测量领域，尤其涉及基于光纤振动传感器的电动式电流互感器。
背景技术：
随着电力系统电压等级的不断升高，传统油浸式电流互感器的内绝缘越来越困难，而且潜在着意外事故风险，以及近年国家提出建设数字电网的计划，使传统油浸式电流互感器越来越不能满足现实需求；虽然基于磁光法拉第效应的光学电流互感器是一种集光纤传感技术、光电技术、非线性光学以及先进的信号处理技术等多学科理论与应用技术于一体的新型高压电流互感器，与传统的高压大电流互感器技术相比，光学电流互感器具有·绝缘性能优良、无磁饱和、动态测量范围大、抗电磁干扰能力强等优点，成为下一代电流互感器的新方向，但是现有技术的光学电流互感器的研制遇到了随温度变化的线性双折射对检测结果有巨大影响的问题，而且这种影响无法在系统中直接消除，使研发遇到了瓶颈，很多研究者对此失去了信心；此外，采用与一次侧等电位的罗氏线圈电流互感器，由于信号需要在一次侧进行处理，使得互感器的可靠性与维护性降低，限制了此类互感器的推广，因此需要寻求新型传感测量方式。
实用新型内容本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，抗冲击性能好，结构简单，稳定可靠。本实用新型所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，包括有一次侧电流母线、精密罗氏线圈、磁屏蔽外壳、二次侧传感头、光纤振动传感器、处理系统、软铁A、软铁B、螺线管、折环和磁铁。精密罗氏线圈套在一次侧电流母线上，并与一次侧电流母线等电位连接，精密罗氏线圈同时与二次侧传感头相连，构成一次传感元件，二次侧传感头置于磁屏蔽外壳当中，二次侧传感头与作为二次传感兀件的光纤振动传感器相连，光纤振动传感器与信号处理系统相连。二次侧传感头有内磁与外磁两种结构。对于内磁结构的二次侧传感头，包括有具有很强导磁能力的软铁A和软铁B，软铁A和软铁B分别与磁铁的两极相连接，构成内磁结构，如果所说的磁铁为永磁铁，则软铁A和软铁B缝隙间的磁场方向始终不变，如果所说的磁铁为电磁铁，则电磁铁的线圈与精密罗氏线圈串联，同时与螺线管串联，磁铁产生的磁场沿软铁A与软铁B传导，在软铁A与软铁B的缝隙处产生很强的磁场，螺线管置于软铁A与软铁B的缝隙当中，螺线管及其骨架与折环相连；对于外磁结构的二次侧传感头，包括有具有很强导磁能力的软铁A和软铁B，软铁A和软铁B分别与磁铁的两极相连接，构成外磁结构，所说的磁铁为永磁铁，软铁A和软铁B缝隙间的磁场方向始终不变，螺线管置于软铁A与软铁B的缝隙当中，螺线管及其骨架与折环相连。螺线管与精密罗氏线圈相串联，当螺线管中有电流流过时，其将受到软铁A与软铁B缝隙间磁场力的作用，此力的方向向上或向下，与折环相互作用，使螺线管振动。光纤振动传感器被用于检测螺线管的振动，所得振动信息经信号处理系统处理，最终得到一次侧电流母线中的电流值。本实用新型把串联一个小螺线管的常规电磁式电流互感器用作一次传感元件，并把这个小螺线管置于另外一个磁场当中，当此常规电流互感器内的二次侧电流流过小螺线管时,通过电磁感应，小螺线管将产生振动。一个光纤振动传感器被用作二次传感元件，用其测量小螺线管的振动，经过解调得到被测一次电流。一次传感元件与一次侧电压同电位，二次传感元件的光纤振动传感器自身绝缘性能好，所以本实用新型的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器不需要做内绝缘，抗冲击性能好，结构简单，稳定可靠。光纤振动传感器与二次侧传感头中的螺线管相连，来探测螺线管的振动。试验证明，本实用新型所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，不仅可以非常精确地测量超大电流，而不需做内绝缘，不需磁光玻璃，不需向高压端供能，能抗大电流冲击，抗电磁干扰，温度性能稳定。本实用新型所述基于光纤振动传感器的电动式电流互感器具有结构简单，操作方便，稳定性好，安全可靠等特点，可以广泛用于超大电流检测生产实践中。
附图I是本实用新型所述基于光纤振动传感器的电动式电流互感器原理性结构示意图；附图2是本实用新型所述基于光纤振动传感器的电动式电流互感器的二次侧传感头的原理性内磁结构示意图；附图3是本实用新型所述基于光纤振动传感器的电动式电流互感器的二次侧传感头的原理性外磁结构示意图；附图4是本实用新型所述基于光纤振动传感器的电动式电流互感器的二次侧传感头的俯视结构示意图。I一一次侧电流母线2—精密罗氏线圈3—磁屏蔽外壳4一二次侧传感头5—光纤振动传感器6—处理系统41 一软铁A 42—软铁B 43—螺线管44一折环45—磁铁。
具体实施方式
现参照附图I、附图2、附图3和附图4，结合实施例说明如下本实用新型所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，包括有一次侧电流母线I、精密罗氏线圈2、磁屏蔽外壳3、二次侧传感头4、光纤振动传感器5、处理系统6、软铁A41、软铁B42、螺线管43、折环44和磁铁45。如附图I所示，精密罗氏线圈2套在一次侧电流母线I上，并与一次侧电流母线I等电位连接，精密罗氏线圈2同时与二次侧传感头4相连，构成一次传感元件，二次侧传感头4置于磁屏蔽外壳3当中，二次侧传感头4与作为二次传感元件的光纤振动传感器5相连，光纤振动传感器5与信号处理系统6相连。本实用新型所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，二次侧传感头如附图2所示，包括有具有很强导磁能力的软铁A41和软铁M2、螺线管43、折环44、磁铁45。对于内磁结构的二次侧传感头如附图2所示，软铁A41和软铁B42分别与磁铁45的两极相连接，构成内磁结构，如果所说的磁铁45为永磁铁，则软铁A41和软铁B42缝隙间的磁场方向始终不变,如果所说的磁铁45为电磁铁，则电磁铁的线圈与精密罗氏线圈2串联，同时与螺线管43串联，磁铁45产生的磁场沿软铁A41与软铁B42传导，在软铁A41与软铁B42的缝隙处产生很强的磁场，螺线管43置于软铁A41与软铁B42的缝隙当中，螺线管43及其骨架与折环44相连。螺线管43与精密罗氏线圈2相串联，当螺线管43中有电流流过时，其将受到软铁A41与软铁B42缝隙间磁场力的作用，此力的方向向上或向下，与折环44相互作用，使螺线管43振动。对于外磁结构的二次侧传感头如附图3所示，软铁A41和软铁B42分别与磁铁45的两极相连接，构成外磁结构，所说的磁铁45为永磁铁，软铁A41和软铁B42缝隙间的磁场方向始终不变，磁铁45产生的磁场沿软铁A41与软铁B42传导，在软铁A41与软铁B42的缝隙处产生很强的磁场，螺线管43置于软铁A41与软铁B42的缝隙当中，螺线管43及其骨架与折环44相连。螺线管43与精密罗氏线圈2相串联，当螺线管43中有电流流过，其将受到软铁A41与软铁B42缝隙间磁场力的作用，此力的方向向上或向下，与折环44相互作用，使螺线管43振动。本实用新型所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，光纤振动传感器5被用于检测螺线管43的振动，所得振动信息经信号处理系统6处理，最终得到一次侧电流母线I中的电流值。本实用新型把串联一个小螺线管的常规电磁式电流互感器用作一次传感元件，并把这个小螺线管置于另外一个磁场当中，当此常规电流互感器内的二次侧电流流过小螺线管时，通过电磁感应，小螺线管将产生振动。一个光纤振动传感器5被用作二次传感元件，用其测量小螺线管的振动，经过解调得到被测一次电流。一次传感元件与一次侧电压同电位，二次传感元件的光纤振动传感器自身绝缘性能好，所以本实用新型的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器不需要做内绝缘，抗冲击性能好，结构简单，稳定可靠。光纤振动传感器5与二次侧传感头4中的螺线管43相连，来探测螺线管43的振动。试验证明，本实用新型所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，不仅可以非常精确地测量超大电流，而不需做内绝缘，不需磁光玻璃，不需向高压端供能，能抗大电流冲击，抗电磁干扰，温度性能稳定。本实用新型所述基于光纤振动传感器的电动式电流互感器具有结构简单，操作方便，稳定性好，安全可靠等特点，可以广泛用于超大电流检测生产实践中。
权利要求1.基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，包括有一次侧电流母线(I)、精密罗氏线圈(2)、磁屏蔽外壳(3)、二次侧传感头(4)、光纤振动传感器(5)、处理系统(6)、软铁A(41)、软铁B (42)、螺线管(43)、折环(44)和磁铁(45)，其特征在于精密罗氏线圈(2)套在一次侧电流母线(I)上，并与一次侧电流母线(I)等电位连接，精密罗氏线圈(2)同时与二次侧传感头(4)相连，构成一次传感元件，二次侧传感头(4)置于磁屏蔽外壳(3)当中，二次侧传感头(4)与作为二次传感兀件的光纤振动传感器(5)相连,光纤振动传感器(5)与信号处理系统(6)相连。
2.根据权利要求I所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，其特征在于二次侧传感头(4)为包括有具有很强导磁能力的软铁A (41)和软铁B (42)，软铁A (41)和软铁B (42)分别与磁铁(45)的两极相连接，构成内磁或外磁结构；螺线管(43)置于软铁A(41)与软铁B (42 )的缝隙当中，螺线管(43 )与折环(44)相连。
3.根据权利要求I所述的基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，其特征在于光纤振动传感器(5)与二次侧传感头(4)中的螺线管(43)相连，来探测螺线管(43)的振动。
专利摘要基于光纤振动传感器的电动式电流互感器，包括有一次侧电流母线、精密罗氏线圈、磁屏蔽外壳、二次侧传感头、光纤振动传感器、处理系统、软铁A、软铁B、螺线管、折环和磁铁。精密罗氏线圈套在一次侧电流母线上，并与一次侧电流母线等电位连接，精密罗氏线圈同时与二次侧传感头相连，构成一次传感元件，二次侧传感头置于磁屏蔽外壳当中，二次侧传感头与作为二次传感元件的光纤振动传感器相连，光纤振动传感器与信号处理系统相连。二次侧传感头的内磁结构，包括有具有很强导磁能力的软铁A和软铁B，软铁A和软铁B分别与磁铁的两极相连接，本实用新型抗冲击性能好，结构简单，稳定可靠，可以广泛用于超大电流检测生产实践中。
文档编号G01R19/00GK202735387SQ20122035433
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月21日 优先权日2012年7月21日
发明者马任德, 田建祥, 闫珂柱, 周留柱 申请人:马任德