[發明專利]開口式光學電流互感器

無效

• 申請號: 201210138269.7
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN103389400A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 何斌;楊宏江;閔文杰;涂善君
• 申請（專利權）人: 湖北天瑞電子有限公司;南京博納威電子科技有限公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

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本發明涉及電子元器件領域或者電子監控和測量領域，尤其是一種電流互感器。

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背景技術

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在電力系統中，開口式電流互感器安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，為用戶改造項目節省人力、物力、財力，提高效率。該系列電流互感器可與繼電器保護，測量以及計量裝置配套使用。

電力工程中使用的開口式電流互感器一般采用常規電磁式電流互感器，它的鐵心是由兩個半環組成的，如果接口不緊密，在接觸面上存在間隙，間隙由一些鐵銹及空氣組成，其磁導率約等于真空中的磁導率，而鐵心的磁導率是遠遠大于真空磁導率，磁阻與磁導率成反比，所以間隙中的磁阻遠遠大于鐵心中的磁阻，這對磁通分布有一定的影響，使磁路的總磁阻大幅度提高，電流所產生的磁通在空氣中的比例也大幅度提高，從而影響了互感器一、二次電流的感應精度，因而有必要在此基礎上加以改進。

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發明內容

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本發明的目的是提供一種反應靈敏、具有抗干擾能力強、安全性能好的開口式光學電流互感器。

本發明的技術方案是這樣實現的：

提供一種開口式光學電流互感器，其傳感原理基于Faraday電磁感應原理，即線偏振光通過磁場中的Faraday材料（磁光玻璃或光纖）后，偏振光的偏振方向將產生正比于磁場平行分量B的旋轉，這個旋轉角度叫Faraday旋光角?，由于磁場與產生磁場的電流成正比，因此Faraday旋光角與產生磁場的電流成正比，從而可以通過檢測Faraday旋光角的大小來計算出一次電流的大小。

基于以上原理，本發明所述開口式光學電流互感器，其特征在于：它至少包括一次信號采集系統、光纖傳輸系統和信號發生及回收處理系統；所述一次信號采集系統包括一次電纜，所述一次電纜上閉合環繞有至少兩個以上的套環，以所述至少兩個以上的套環為骨架，骨架上繞制有傳感一次電流用光纖；所述光纖傳輸系統即由骨架上繞制的傳感一次電流用光纖構成；所述信號發生及回收處理系統包括一信號處理器，所述信號處理器由激光光源、探測器、信號處理電路構成；激光光源將激光傳輸給傳感一次電流用光纖光信號輸入端，探測器檢測從傳感一次電流用光纖輸出端上返回的光信號后，輸出信號給信號處理電路輸入端，所述信號處理電路處理好接收到的信號后，輸出計量、保護、測控電信號中的至少一種供二次設備使用。

所述信號處理電路包括一激光光源驅動電路、探測器回收光信號數據處理電路，所述探測器回收光信號數據處理電路的第一輸出端連接激光光源驅動電路的輸入端，所述探測器回收光信號數據處理電路的第二輸出端輸出保護、測量（計量）信號中的至少一種供二次設備使用。

提供探測器回收光信號數據處理電路的另一種電連接方式：

所述探測器回收光信號數據處理電路的第二輸出端輸出的電信號經三相信號合并處理后，再輸出保護、測量（計量）信號中的至少一種供二次設備使用。

如上所述的開口式光學電流互感器，其特征在于：所述繞制有傳感一次電流用光纖的骨架上，再沿骨架環心線繞制有至少一層屏蔽材料，而構成外殼屏蔽層。

本發明的優點在于：

1、選用特制的陶瓷材料制成開口式光學互感器非磁性絕緣骨架，其絕緣性能好、溫度系數小、強度高。

2、采用高導磁的坡莫合金材料作為開口式光學互感器外殼屏蔽層，大大減少外界磁場對傳感頭的干擾。

3、采用基于光纖Faraday磁光效應實現電流傳感，使用纏繞于開口骨架上的傳感光纖環作為傳感元件。

4、本發明的精度高，可達到計量級0.2S級，同時可滿足保護級5TPE級。

5、本發明利用光纖作為電流傳感材料，系統各元件均是通過光纖熔接連接而成，無分立元件，結構簡單，抗振動能力強，連接可靠，長期穩定性好，且系統所有光學器件基于光纖制作，工藝成熟，一致性好。

6、本發明的一次信號采集系統為全光纖結構，不需要電路模塊和供電環節，結構簡單，可靠性高。

7、本發明不用矽鋼片及電纜，減小了一次設備的體積，節省了資源。

8、本發明無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電。

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附圖說明

?圖1是本發明一種實施例的機電一體結構圖。?

圖2是本發明兩個套環對接形成開口式互感器骨架的結構圖。