[發(fā)明專利]基于雙磁路可溫度補(bǔ)償?shù)碾娏鱾鞲衅骷捌潆娏鳈z測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310216281.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN103293361A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊玉強(qiáng);曹桂源;趙洪;孫菲菲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R1/44;G01R15/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種互感器，具體涉及一種可溫度補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅鳌?/p>

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)電流互感器相比，基于磁致伸縮材料GMM和光纖光柵FBG的光學(xué)電流互感器具有絕緣性能優(yōu)良、無暫態(tài)磁飽和、動(dòng)態(tài)測量范圍大、頻率響應(yīng)寬、抗電磁干擾能力強(qiáng)、體積小重量輕優(yōu)點(diǎn)，目前成為電流互感器領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。然而，由于FBG-GMM電流互感器對(duì)溫度非常敏感，在電流的實(shí)際測量中必須消除溫度的影響。目前常用的消除溫度的方法是將兩個(gè)光纖光柵FBG分別粘貼在GMM和一塊熱膨脹系數(shù)與GMM材料相近的非磁性合金上，利用兩種合金熱膨脹系數(shù)相近的特點(diǎn)，來消除溫度的影響，由于兩種合金熱膨脹系數(shù)只是相近，并非完全相同，并且不同溫度時(shí)兩種合金的熱膨脹系數(shù)之差也不同，因此電流互感器的測量精度受到一定的影響；另外一種常用的方法是通過測量靜態(tài)工作點(diǎn)的方法對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償，但是此種方法只能應(yīng)用于交流電流的測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的電流互感器檢測得到的電流受溫度影響的問題，提出了基于雙磁路可溫度補(bǔ)償?shù)碾娏鱾鞲衅骷捌潆娏鳈z測方法。

基于雙磁路可溫度補(bǔ)償?shù)碾娏鱾鞲衅鳎ǖ谝痪匦蔚沫h(huán)形鐵芯、第二矩形的環(huán)形鐵芯、第一磁致伸縮裝置、第二磁致伸縮裝置、第一傳感探頭、第二傳感探頭、第一偏置電流螺線管、第二偏置電流螺線管和待測電流螺線管，第一矩形的環(huán)形鐵芯和第二矩形的環(huán)形鐵芯的結(jié)構(gòu)和形狀均相同，所述第一矩形的環(huán)形鐵芯和第二矩形的環(huán)形鐵芯鏡像對(duì)稱設(shè)置，第一磁致伸縮裝置和第二磁致伸縮裝置的材料相同，第一傳感探頭和第二傳感探頭的材料相同，中心波長不同。

第二矩形的環(huán)形鐵芯位于第一矩形的環(huán)形鐵芯的右側(cè)，且二者之間設(shè)置有寬度為3mm～30mm的間隙，第一矩形的環(huán)形鐵芯的右側(cè)壁設(shè)置有氣隙，第二矩形的環(huán)形鐵芯的左側(cè)壁設(shè)置有氣隙，且所述兩個(gè)氣隙位于同一個(gè)位置；

第一磁致伸縮裝置設(shè)置在第一矩形的環(huán)形鐵芯的氣隙內(nèi)，其上端與第一矩形的環(huán)形鐵芯的氣隙的上端面固定，下端與該氣隙的下端面留有間隙，間隙為0.1mm～2mm，第二磁致伸縮裝置設(shè)置在第二矩形的環(huán)形鐵芯的氣隙內(nèi)，其上端與第二矩形的環(huán)形鐵芯的氣隙的上端面固定，下端與該氣隙的下端面留有間隙，間隙為0.1mm～2mm，且第一磁致伸縮裝置和第二磁致伸縮裝置平行放置，第一傳感探頭FBG1粘貼在第一磁致伸縮裝置上，第二傳感探頭粘貼在第二磁致伸縮裝置上，第一偏置電流螺線管套在第一矩形的環(huán)形鐵芯的側(cè)壁上，第二偏置電流螺線管套在第二矩形的環(huán)形鐵芯的側(cè)壁上，待測電流螺線管同時(shí)套在第一矩形的環(huán)形鐵芯和第二矩形的環(huán)形鐵芯相鄰的側(cè)壁上。

基于雙磁路可溫度補(bǔ)償?shù)碾娏鱾鞲衅鞯碾娏鳈z測方法：

步驟一：對(duì)第一偏置電流螺線管加偏置電流i₁，對(duì)第二偏置電流螺線管加偏置電流i₂，使第一矩形的環(huán)形鐵芯處產(chǎn)生的磁場與第二矩形的環(huán)形鐵芯處產(chǎn)生的磁場方向相反，使到第一磁致伸縮裝置和第二磁致伸縮裝置產(chǎn)生徑向應(yīng)變，分別為ε₀₁和ε₀₂，并且此時(shí)對(duì)應(yīng)的第一傳感探頭和第二傳感探頭的中心波長均為λ₀；

步驟二：對(duì)待測電流螺線管加待測電流i₃，使得第一磁致伸縮裝置和第二磁致伸縮裝置的應(yīng)變發(fā)生變化，從而使得第一傳感探頭和第二傳感探頭相對(duì)于靜態(tài)工作點(diǎn)的中心波長λ₀均發(fā)生變化，分別得到中心波長偏移量Δλ₁和中心波長偏移量Δλ₂；

步驟三：根據(jù)中心波長偏移量Δλ₁、Δλ₂、中心波長λ₀、彈光系數(shù)P_e、應(yīng)變?chǔ)?sub>1隨待測電流變化的斜率k、待測電流轉(zhuǎn)化為第一磁致伸縮裝置GMM1處磁場的轉(zhuǎn)換率系數(shù)α₁和待測電流轉(zhuǎn)化為第二磁致伸縮裝置GMM2處磁場的轉(zhuǎn)換率系數(shù)α₂得到待測電流。

本發(fā)明所述的電流互感器檢測出的電流不但適用于交流電流的測量，而且適用于直流電流的測量；并且應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行電流檢測可完全消除溫度的影響。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施方式一所述的基于雙磁路可溫度補(bǔ)償?shù)碾娏鱾鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為FBG1-GMM1和FBG2-GMM2的靜態(tài)工作點(diǎn)示意圖；

圖3為第一磁致致伸縮裝置GMM1以靜態(tài)工作點(diǎn)Q₁為原點(diǎn)的應(yīng)變?chǔ)?sub>1的坐標(biāo)示意圖；