一种光学电流测量装置的制作方法

[0001]
本申请涉及电气设备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种光学电流测量装置。


背景技术：

[0002]
目前在高压大功率直流或交流电力传输中，用光学的方法测量高压传输线上的电流受到了广泛的关注，基于光纤技术的各类光电电流互感器的研发和应用己得到了国际问广泛的重视。在高压大功率直流或交流电力传输中，主要利用法拉第效应等磁光效应实现测量高压传输线上的电流。
[0003]
现有技术中，利用法拉第效应等磁光效应实现测量高压传输线上的电流主要使用局部磁场测量推算电流的方法。但是采用这种方式测量高压传输线上的电流时，磁场的测量受到外界不确定因素的干扰导致与电流的关系出现偏差，导致测量到的电流误差较大。常见的干扰源包括高压传输线的接线方式，外部电流等。
[0004]
而利用晶体磁光阀制造的光学电流互感器具有广泛的应用前景，它的优点是绝缘简单可靠、抗电磁干扰能力强、小巧、高精度测量、方便安装和运输等，具有可观的性价比，但也存在长期运行的性能稳定性和温度稳定性等问题。
[0005]
因此，设计一种能有效避免电磁干扰，且能保持长久的性能稳定性和温度稳定性的光学电流测量装置，是本领域技术人员函待解决的问题。


技术实现要素：

[0006]
为解决上述技术问题，本申请提供一种光学电流测量装置，能有效避免电磁干扰，且能保持长久的性能稳定性和温度稳定性。
[0007]
本申请提供的技术方案如下：
[0008]
一种光学电流测量装置，包括光电解调系统、传感头系统、光纤分支器、动态校正系统和磁屏蔽系统；
[0009]
所述光电解调系统包括光电解调单元和光源，所述光电解调单元通过光缆与所述光纤分支器上行接口连接，所述光源通过所述光纤分支器与所述晶体光阀传感器及所述动态校正系统连接；
[0010]
所述传感头系统包括一个或多个晶体光阀传感器和导电杆，所述晶体光阀传感器固定于所述导电杆周围，所述晶体光阀传感器的两端通过光纤与所述光纤分支器下行光接口连接；
[0011]
所述动态校正系统通过光纤与所述光纤分支器的下行接口连接；
[0012]
所述磁屏蔽系统包括屏蔽磁环，所述屏蔽磁环固定在所述晶体光阀传感器上。
[0013]
优选的，所述屏蔽磁环为套筒状且设置有供被测导体穿过的通孔。
[0014]
优选的，所述屏蔽磁环上缠绕有线圈，所述线圈围绕所述屏蔽磁环的纵剖面在所述屏蔽磁环的内表面和外表面上连续缠绕。
[0015]
优选的，所述屏蔽磁环由硅钢片或非晶合金材料压接制成。
[0016]
优选的，所述动态校正系统包括光学标尺，所述光学标尺与光纤分支器下行接口连接。
[0017]
优选的，所述光源是激光发射器。
[0018]
本发明提供的光学电流测量装置，通过光源发出恒定的第一光信号，第二光信号和第三光信号，分别通过光纤分支器传输到晶体光阀传感器和动态校正系统，晶体光阀传感器所感应的被测电流的磁场信号通过光纤分支器传回光电解调单元，光电解调单元将反馈回的光信号转换成电信号，并进行解调，计算出被测电流。而动态校正系统用于将光信号转化为电流，在晶体光阀传感器外侧形成参考磁场，晶体光阀传感器同时检测到参考磁场和匀磁系统产生的被测磁场。由于设置有屏蔽磁环，上述磁场不会受到屏蔽磁环外干扰源产生的磁场的影响。因此能有效避免电磁干扰，且能保持长久的性能稳定性和温度稳定性。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]
图1为本发明实施例提供的光学电流测量装置的一种结构示意图。
具体实施方式
[0021]
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0023]
本发明实施例采用递进的方式撰写。
[0024]
本实施例公开了一种光学电流测量装置，如图1所示，包括光电解调系统、传感头系统、光纤分支器3、动态校正系统4和磁屏蔽系统；
[0025]
光电解调系统包括光电解调单元1和光源2，光电解调单元1通过光缆与光纤分支器3上行接口连接，光源2通过光纤分支器3与晶体光阀传感器5及动态校正系统4连接；
[0026]
传感头系统包括一个或多个晶体光阀传感器5和导电杆6，晶体光阀传感器5固定于导电杆6周围，晶体光阀传感器5的两端通过光纤与光纤分支器3下行光接口连接；
[0027]
动态校正系统4通过光纤与光纤分支器3的下行接口连接；
[0028]
磁屏蔽系统包括屏蔽磁环7，屏蔽磁环7固定在晶体光阀传感器5上。
[0029]
在实际使用中，光源2发出恒定的第一光信号，第二光信号和第三光信号，第一光信号和第二光信号通过光纤分支器3传输到晶体光阀传感器5，第三光信号通过光纤分支器
3传输到动态校正系统4，晶体光阀传感器5所感应的被测电流的磁场信号通过光纤分支器3传回光电解调单元1，光电解调单元1将反馈回的光信号转换成电信号，并进行解调，计算出被测电流。
[0030]
动态校正系统4用于将光信号转化为电流，进而在晶体光阀传感器5外侧形成参考磁场，晶体光阀传感器5同时检测到参考磁场和匀磁系统产生的被测磁场。由于设置有屏蔽磁环7，上述磁场不会受到屏蔽磁环7外干扰源产生的磁场的影响。
[0031]
一般选择下，第一光信号的波长为1500nm、功率为400μw；第二光信号的波长为1450nm、功率为400μw；第三光信号的波长为950nm、功率为120μw。更优选的，第一光信号和第二光信号组成差分双光路。消除了温度、磁场等因素的影响，通过差分双光路检测，消除外部磁场干扰，从而大大提高了光学电流互感器的测量精度。
[0032]
本发明提供的光学电流测量装置，通过光源2发出恒定的多个光信号，分别通过光纤分支器3传输到晶体光阀传感器5和动态校正系统4，晶体光阀传感器5所感应的被测电流的磁场信号通过光纤分支器3传回光电解调单元1，光电解调单元1将反馈回的光信号转换成电信号，并进行解调，计算出被测电流。而动态校正系统4用于将光信号转化为电流，在晶体光阀传感器5外侧形成参考磁场，晶体光阀传感器5同时检测到参考磁场和匀磁系统产生的被测磁场。由于设置有屏蔽磁环7，上述磁场不会受到屏蔽磁环7外干扰源产生的磁场的影响。因此能有效避免电磁干扰，且能保持长久的性能稳定性和温度稳定性。
[0033]
优选的，屏蔽磁环7为套筒状且设置有供被测导体穿过的通孔。
[0034]
屏蔽磁环7的形状为套筒形状，使用进行测量时，屏蔽磁环7的圆心与被测导体的轴心可以优选重合设置。
[0035]
优选的，屏蔽磁环7上缠绕有线圈，线圈围绕屏蔽磁环7的纵剖面在屏蔽磁环7的内表面和外表面上连续缠绕。
[0036]
线圈的设置可以保证屏蔽磁环7在整个电流测量范围内不会磁饱和。当被测导体内的电流为交流电流时，产生的交变磁场在线圈内产生感应电流。屏蔽磁环7的内径和外径尺寸，以及线圈的匣数按照电流测量装置的测量额定值进行设置，测量额定值由具体的测量环境决定。
[0037]
优选的，屏蔽磁环7由硅钢片或非晶合金材料压接制成。
[0038]
屏蔽磁环7是含有高磁导率的环状磁导体：磁导体可以由硅钢片或非晶合金材料环绕制而成，也可由其它低磁损高磁导率的材料压制制成。
[0039]
优选的，动态校正系统4包括光学标尺，光学标尺与光纤分支器3下行接口连接。
[0040]
在实际使用中，除开光学标尺外，当然也可以采用其它可实现动态校正的装置或部件，具体类型在此不再累述。
[0041]
优选的，光源2是激光发射器。
[0042]
在实际使用中，除开激光发射器外，当然也可以采用其它可实现光线发射的装置或部件，具体类型在此不再累述。
[0043]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
[0044]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0045]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0046]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。