[發明專利]一種新型全光纖電子式電流互感器和一種光纖波片

在審

• 申請號: 201711085876.0
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN109752579A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 田志國;池立江;袁亮;冉允喜;孫振世;張賀;寄曉棟;韓笑;魏少鵬
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/00;G01R35/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及光纖傳感技術領域，特別是一種新型全光纖電子式電流互感器和一種光纖波片。該電流互感器包括光纖波片和信號處理裝置，光纖波片包括波片本體、壓電陶瓷和溫度傳感器，波片本體通過物理或化學的方法固定貼敷在所述壓電陶瓷表面；壓電陶瓷設置用于控制調節波片本體的尺寸，溫度傳感器用于檢測波片本體的溫度，信號處理裝置的輸出端連接溫度傳感器，信號處理裝置的輸出端連接壓電陶瓷，通過溫度傳感器實時采集波片本體的溫度信息并傳輸給信號控制裝置，信號控制裝置輸出控制壓電陶瓷，從而改變波片本體的尺寸，進而對波片本體形成了溫度補償式的控制，解決了由于溫度變化導致的波片尺寸變化造成的測量精度降低的問題。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，特別是一種新型全光纖電子式電流互感器和一種光纖波片。

背景技術

基于法拉第磁致旋光效應的全光纖電子式電流互感器相對于傳統電磁式互感器相比，具有測量范圍大、精度高、絕緣良好等諸多優勢，日益受到國內外研究人員的重視。但由于光纖線性雙折射、維爾德(Verdet)常數、光纖四分之一波片隨溫度變化，致使其在全溫范圍內(-40-85℃)測量精度降低，其中光纖線性雙折射是光纖本身固有的，與制造工藝有關，在拉制光纖過程中可通過減少光纖固有雙折射和光纖環退火等措施加以控制；Verdet常數隨溫度的變化有固定的變化規律，并且全光纖電子式電流互感器的全溫范圍內Verdet常數隨溫度變化導致的比例系數誤差在0.7％以上；而光纖四分之一波片是由兩段保偏光纖以45°對軸熔接后截取輸出端光纖的四分之一拍長制作而成的，保偏光纖的拍長是其所處溫度的函數，當溫度發生變化時，波片的相位延遲角會改變，導致全光纖電流互感器精度變差，造成的全光纖電流互感器的比差在全溫范圍內達到2％以上。因此，對上述三者比較而言，光纖四分之一波片及維爾德常數受溫度的影響是制約全光纖電流互感器在全溫范圍內使用的關鍵因素。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型全光纖電子式電流互感器和一種光纖波片，用以解決由于溫度變化導致的波片尺寸變化造成的測量精度降低的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種新型全光纖電子式電流互感器，包括波片和信號處理裝置，所述波片包括波片本體，所述波片還包括用于控制調節所述波片本體的尺寸的波片尺寸調節模塊和用于檢測所述波片本體的溫度的溫度傳感器，所述波片尺寸調節模塊與所述波片本體固定連接，所述信號處理裝置的溫度信號輸入端連接所述溫度傳感器，所述信號處理裝置的控制信號輸出端連接所述波片尺寸調節模塊，根據所述波片本體的溫度變化相應的調節所述波片本體的長度。本發明通過溫度傳感器實時采集波片本體的溫度信息，并將溫度信息傳輸給信號控制裝置，根據溫度的變化，信號控制裝置輸出控制信號控制波片尺寸調節模塊，從而改變波片本體的尺寸，進而對波片本體形成了溫度補償式的控制，彌補了溫度變化造成的波片形變，解決了由于溫度變化導致的波片尺寸變化造成的測量精度降低的問題。

作為本發明提供的一種新型全光纖電子式電流互感器的改進，所述波片尺寸調節模塊為壓電陶瓷，所述波片本體通過物理或化學的方法固定貼敷在所述壓電陶瓷表面。

作為本發明提供的一種新型全光纖電子式電流互感器的進一步改進，所述波片本體用光學固化膠貼敷在所述壓電陶瓷表面。

作為本發明提供的一種新型全光纖電子式電流互感器的再一步改進，所述波片本體為光纖四分之一波片。

作為本發明提供的一種新型全光纖電子式電流互感器的再進一步改進，所述溫度傳感器為光纖溫度傳感器。

本發明提供一種光纖波片，包括波片本體，還包括用于控制調節所述波片本體的尺寸的波片尺寸調節模塊和用于檢測所述波片本體的溫度的溫度傳感器，所述波片尺寸調節模塊與所述波片本體固定連接，所述溫度傳感器的溫度信號輸出端用于連接信號處理裝置，所述波片尺寸調節模塊的控制信號輸入端用于連接信號處理裝置，根據所述波片本體的溫度變化相應的調節所述波片本體的長度。