[發(fā)明專利]一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811314341.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN109375138B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢文曉;司磊;郭金剛;石海鵬;肖冰;王利清;林海丹;靳俊杰;敖明;楊明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院;北京航天時(shí)代光電科技有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01R35/02
• 分類號(hào): G01R35/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其特征在于，包括第一耦合器，第一耦合器的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口分別與光源、第一探測(cè)器、Y波導(dǎo)和第二探測(cè)器對(duì)應(yīng)連接；Y波導(dǎo)還通過(guò)第二耦合器分別與第三探測(cè)器和λ/4波片相連，第一探測(cè)器、第二探測(cè)器和第三探測(cè)器均與調(diào)制解調(diào)模塊相連；

經(jīng)第二耦合器分束進(jìn)入λ/4波片的光被轉(zhuǎn)變?yōu)閮墒鴪A偏振光后直接進(jìn)入敏感光纖，經(jīng)敏感光纖傳播至反射鏡后被反射后，依次經(jīng)敏感光纖和λ/4波片，返回至Y波導(dǎo)形成干涉光，干涉光依次第一耦合器和第一探測(cè)器傳送至調(diào)制解調(diào)模塊，所述調(diào)制解調(diào)模塊與Y波導(dǎo)相連以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；所述調(diào)制解調(diào)模塊，被配置為：

根據(jù)第一探測(cè)器傳送來(lái)信號(hào)中的直流量和交流量分別對(duì)應(yīng)解調(diào)出第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)；分別根據(jù)第二探測(cè)器和第三探測(cè)器傳送來(lái)的信號(hào)對(duì)應(yīng)解調(diào)出第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)；

將第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)分別與相對(duì)應(yīng)的閾值相比較來(lái)判斷光路故障位置；

調(diào)制解調(diào)模塊根據(jù)第一探測(cè)器傳送來(lái)信號(hào)中的直流量和交流量分別對(duì)應(yīng)解調(diào)出第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)；

所述將第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)分別與相對(duì)應(yīng)的閾值相比較來(lái)判斷光路故障位置的具體過(guò)程為：

當(dāng)?shù)谝还鈴?qiáng)數(shù)據(jù)、第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)同時(shí)降低并小于相對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，發(fā)出光路告警信號(hào)，并判定故障位于第一耦合器之前光路；

當(dāng)?shù)谝还鈴?qiáng)數(shù)據(jù)、第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)同時(shí)降低并小于相對(duì)應(yīng)的閾值，且第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)沒有變化時(shí)，發(fā)出光路告警信號(hào)，并判定故障位于第一耦合器與第二耦合器之間光路；

當(dāng)?shù)谝还鈴?qiáng)數(shù)據(jù)和第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)同時(shí)降低并小于相對(duì)應(yīng)的閾值，且第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)沒有變化時(shí)，發(fā)出光路告警信號(hào)，并判定光路故障位于第二耦合器之后光路；

當(dāng)?shù)诙鈴?qiáng)數(shù)據(jù)降低并小于相應(yīng)閾值，且第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)沒有變化時(shí)，發(fā)出光路告警信號(hào)，并判定光路噪聲變大，干涉信號(hào)減小；

在調(diào)制解調(diào)模塊將第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)分別與相對(duì)應(yīng)的閾值相比較來(lái)判斷光路故障位置的判斷過(guò)程中，只要第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)小于相應(yīng)閾值，則認(rèn)為光路存在故障，第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)的狀態(tài)代表光路故障位置及故障特征。

2.如權(quán)利要求1所述的一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其特征在于，所述第一探測(cè)器、第二探測(cè)器和第三探測(cè)器分別通過(guò)第一A/D轉(zhuǎn)換模塊、第二A/D轉(zhuǎn)換模塊和第三A/D轉(zhuǎn)換模塊與調(diào)制解調(diào)模塊相連；調(diào)制解調(diào)模塊經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊與Y波導(dǎo)相連。

3.如權(quán)利要求2所述的一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其特征在于，所述第一A/D轉(zhuǎn)換模塊、第二A/D轉(zhuǎn)換模塊和第三A/D轉(zhuǎn)換模塊在相應(yīng)采樣時(shí)鐘的控制下，同一調(diào)制幅值內(nèi)分別對(duì)第一探測(cè)器、第二探測(cè)器和第三探測(cè)器所傳送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行同時(shí)采樣。

4.如權(quán)利要求1所述的一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其特征在于，Y波導(dǎo)一端尾纖與第二耦合器的第一端口0°熔接，Y波導(dǎo)另一端尾纖與第二耦合器的第二端口90°熔接。

5.如權(quán)利要求1所述的一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其特征在于，所述第二耦合器與λ/4波片之間還串接有延遲線，用于將經(jīng)第二耦合器分束后進(jìn)入λ/4波片的光轉(zhuǎn)變?yōu)閮墒鴪A偏振光。

6.如權(quán)利要求2所述的一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其特征在于，所述調(diào)制解調(diào)模塊包括光路告警模塊，其用于根據(jù)第一光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第二光強(qiáng)數(shù)據(jù)、第三光強(qiáng)數(shù)據(jù)和第四光強(qiáng)數(shù)據(jù)分別與相對(duì)應(yīng)的閾值相比較來(lái)判斷光路故障位置；及

階梯波生成模塊，其用于根據(jù)第一探測(cè)器傳送來(lái)信號(hào)中的交流量解調(diào)所得的電流數(shù)據(jù)，生成階梯波信號(hào)；

偏置調(diào)制波生成模塊，其用于根據(jù)光路本征頻率，生成偏置信號(hào)；及

調(diào)制誤差模塊，其用于根據(jù)解調(diào)根據(jù)第一探測(cè)器傳送來(lái)信號(hào)中的交流量解調(diào)所得的誤差數(shù)據(jù)，生產(chǎn)誤差信號(hào)。