[發明專利]光學電流互感器及其實現抗外磁場干擾的方法

有效

• 申請號: 201210307755.7
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102818919A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 郭志忠;于文斌;張國慶;申巖;李深旺;王貴忠;路忠峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及光學電流互感器及抗外磁場干擾的方法。

背景技術

電流互感器是電力系統不可或缺的電力設備，近年來發展了多種形式的電子式電流互感器，其中，基于法拉第磁光效應原理的光學電流互感器因其卓越的性能和潛在的優勢，已經成為最理想的電子式電流互感器，是電子式電流互感器發展的主要方向。按傳感光路結構的不同，光學電流互感器可分為閉合光路型光學電流互感器和直通光路型光學電流互感器，其中直通光路型光學電流互感器的結構更簡單、準確度和可靠性更高，因而更具應用前景。

然而，直通光路型光學電流互感器是一種開環結構，其積分路徑不閉合，如此便失去了閉合環路磁場積分所特有的抗外磁場干擾的優點。交流電力系統是三相運行的系統，直通光路型光學電流互感器對相間磁場干擾無能為力從而使其抗干擾能力較差，導致測量準確度下降，甚至出現出廠檢驗合格的光學電流互感器產品在現場安裝使用后測量準確度明顯下降甚至無法使用的情況。因此，抗相間磁場干擾能力是光學電流互感器面臨的一大技術難題，已經成為阻礙直通光路型光學電流互感器實際應用的重要因素。

解決相間干擾問題具有相當的技術難度，國內外電流互感器的研究人員針對這一問題進行了長期大量深入的研究，綜合世界范圍的研究工作情況，目前解決相間干擾問題主要依靠磁屏蔽技術，其思想是依靠增加屏蔽罩等附加設備把外界干擾磁場“阻擋”在外，以此實現對外界干擾磁場的屏蔽，除此之外，目前沒有更好的解決辦法。磁屏蔽技術一定程度上解決了干擾磁場的問題，但是也存在不盡如人意之處，其缺點主要有：

(1)屏蔽效果有限，且由于屏蔽罩等屬于導磁性材料易導致屏蔽罩內部磁場發生畸變；

(2)結構復雜，且使用不靈活；

(3)絕緣復雜，解決舊問題的同時又帶來新的問題；

(4)增加了電流互感器的體積與重量。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前光學電流互感器存在的屏蔽效果有限、結構復雜、絕緣復雜和體積與重量大的問題，提供一種光學電流互感器及其實現抗外磁場干擾的方法。

本發明提供了兩種光學電流互感器的結構，其中：

一種光學電流互感器，它包括光學傳感單元、信號處理單元和多模光纖，所述光學傳感單元包括m臺光學電流傳感器和一個絕緣托盤，m≥2；所述m臺光學電流傳感器為相同的直通光路型光學電流傳感器，所述m臺光學電流傳感器的磁光玻璃沿通光方向的長度均為l，m臺光學電流傳感器固定在絕緣托盤上，m臺光學電流傳感器通過多模光纖獨立輸出給信號處理單元；所述光學傳感單元的m臺光學電流傳感器組成零和御磁結構S^m；光學傳感單元的光信號輸入端通過多模光纖與信號處理單元的光信號輸出端連通；所述信號處理單元由LED光源、光電探測器、前置放大模塊、A/D轉換模塊、DSP模塊和電源轉換單元組成，電源轉換單元的電源輸入端連接在外部供電直流電源的輸出端，電源轉換單元的電源輸出端同時連接在LED光源的電源輸入端、光電探測器的電源輸入端、前置放大模塊的電源輸入端、A/D轉換模塊的電源輸入端和DSP模塊的電源輸入端，所述LED光源的輸出端為信號處理單元的光信號輸出端，光電探測器的m個輸入端為信號處理單元的m個光信號輸入端，光電探測器的輸出端連接在前置放大模塊的輸入端，前置放大模塊的輸出端連接在A/D轉換模塊的輸入端，A/D轉換模塊的輸出端連接在DSP模塊的輸入端，DSP模塊的輸出端為信號處理單元的待測電流的輸出端。