[發(fā)明專利]一種用于電網(wǎng)大電流的測量裝置

無效

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• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102590585A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)典;毛辰飛;侯英龍;魯敦科;常敏
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/24
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非接觸式測量電網(wǎng)大電流的測量技術(shù)，更具體地說是涉及一種用于電網(wǎng)大電流的測量裝置。

背景技術(shù)

在電網(wǎng)的運行過程中，電流的測量起著極為重要的作用，它為電力系統(tǒng)提供用于計量、控制和繼電保護(hù)所必需的信息和參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于高壓電流的測量大都采用以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的電磁式電流互感器，而隨著電網(wǎng)電壓的不斷增加，出現(xiàn)了許多不足，例如這種傳統(tǒng)的測量技術(shù)要求在高、低壓端之間提供復(fù)雜昂貴的電氣絕緣，因此高電壓等級的電磁式電流互感器變得越來越笨重，價格越來越昂貴，而且給運輸和安裝帶來困難，導(dǎo)致設(shè)備的安裝檢修不方便。加上電磁式電流互感器本身存在的磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小、頻帶窄、易燃易爆以及易受干擾等缺陷，市場上急需一種更為先進(jìn)的測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中電磁式電流互感器本身存在的磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小、頻帶窄、易燃易爆以及易受干擾等的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于電網(wǎng)大電流的測量裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種用于電網(wǎng)大電流的測量裝置，包括激光光源、偏振測量儀、環(huán)形器、磁光晶體、光纖反射鏡以及電腦，所述偏振測量儀的光輸入端與激光光源通過保偏光纖相連，所述環(huán)形器的光輸入端與偏振測量儀的光輸出端通過保偏光纖相連，所述磁光晶體的一端與環(huán)形器通過保偏光纖相連，所述磁光晶體的另一端還與光纖反射鏡通過保偏光纖相連；所述環(huán)形器還與偏振測量儀的測試端通過保偏光纖相連；所述電腦與所述偏振測量儀相連。

所述激光光源采用1550nm或1310nm。

所述環(huán)形器為三孔環(huán)形器。

所述光纖反射鏡采用FC-NPC接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的一種用于電網(wǎng)大電流的測量裝置，包括激光光源、偏振測量儀、環(huán)形器、磁光晶體、光纖反射鏡以及電腦，所述偏振測量儀的光輸入端與激光光源通過保偏光纖相連，所述環(huán)形器的光輸入端與偏振測量儀的光輸出端通過保偏光纖相連，所述磁光晶體的一端與環(huán)形器通過保偏光纖相連，所述磁光晶體的另一端還與光纖反射鏡通過保偏光纖相連；所述環(huán)形器還與偏振測量儀的測試端通過保偏光纖相連；所述電腦與所述偏振測量儀相連。采用激光光源的目的是產(chǎn)生穩(wěn)定的線偏振光，偏振測量儀不僅可以使偏振光的o光與e光產(chǎn)生不同的相位延遲而且可以檢測偏振光的偏振態(tài)；磁光晶體及光纖反射鏡是使偏振光在通過大電流產(chǎn)生的磁場后與入射光的偏振面有一個較大的偏角，光纖反射鏡是使偏振光兩次通過磁光晶體從而兩次經(jīng)過大電流產(chǎn)生的磁場進(jìn)而使偏振光的振動平面產(chǎn)生更大的角度偏轉(zhuǎn)，保偏光纖是通過雙折射的補償使在其中傳播的偏振光的偏振態(tài)不受應(yīng)力的影響從而能夠穩(wěn)定傳播不同偏振態(tài)的偏振光以及精確地測量偏振光的不同的偏振態(tài)；環(huán)形器保證來自偏振測量儀的光只能沿著單一方向傳播至光纖反射鏡，而光纖反射鏡反射回到環(huán)形器的光線不能返回激光光源而只能通過偏振測量儀的測試端來進(jìn)行偏振態(tài)的檢測。

本發(fā)明的測量裝置有益的技術(shù)效果如下：保偏光纖具有良好的絕緣特性，且造價低，故本發(fā)明的絕緣性好且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、造價低。本發(fā)明的測量裝置中不含鐵芯，不存在磁飽和、鐵磁諧振等問題，因而測量范圍大，線性度好，頻率響應(yīng)范圍寬，測量準(zhǔn)確度高。通過光來傳輸信號，抗電磁干擾能力強，且低壓側(cè)不存在因開路而產(chǎn)生的高壓危險，設(shè)備安裝檢修都比較方便運行安全。體積小、重量輕、動態(tài)測量范圍大，而且測量的動態(tài)范圍寬、靈敏度高。不僅如此，通過將光纖技術(shù)與微機技術(shù)有效地結(jié)合起來，應(yīng)用于電力系統(tǒng)尤其是變電站綜合自動化系統(tǒng)，適應(yīng)電力計量和繼電保護(hù)的數(shù)字化、微機化、自動化及光通信等的發(fā)展潮流。在正常情況下，電網(wǎng)運行的額定電流并不大，但短路電流卻很大，且隨著電網(wǎng)容量的增加，故障短路電流越來越大。電磁式電流互感器的電流測量范圍有限，而采用本發(fā)明的測量裝置額定電流可測到幾千安培，瞬時電流可測到幾十萬安培。

總之，本發(fā)明的測量裝置是對設(shè)于大電流產(chǎn)生的磁場內(nèi)的磁光晶體內(nèi)通過的偏振光產(chǎn)生的偏振態(tài)的變化，通過對偏振態(tài)變化的檢測進(jìn)而非接觸式地檢測電流的大小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種用于電網(wǎng)大電流的測量裝置的原理示意圖；

圖2是本發(fā)明的原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。