本發(fā)明公開(kāi)了一種用于光纖電流互感器溫度補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄆ闹谱鞣椒ǎ軌蛟谂炕a(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)光纖電流互感器在全溫范圍內(nèi)電流比差的穩(wěn)定一致，降低產(chǎn)品的不良率，保證光纖電流互感器的長(zhǎng)期工作準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。包括如下步驟：(1)光纖電流互感器數(shù)學(xué)模型建立；(2)橢圓芯光纖相位延遲量測(cè)量；(3)四分之一波片制作工藝。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，所述四分之一波片制作工藝方案穩(wěn)定一致，可以實(shí)現(xiàn)在全溫范圍內(nèi)所述光纖電流互感器系統(tǒng)電流比差的穩(wěn)定性和一致性，從而提高了光纖電流互感器系統(tǒng)的性能和良品率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖電流互感器中的部件制作方法，具體涉及一種用于光纖 電流互感器溫度補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄆ闹谱鞣椒ā?/p>

背景技術(shù)

光纖電流互感器是一種基于法拉第效應(yīng)的電流測(cè)量設(shè)備，具有絕緣性好、 可靠性高和抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的電磁式電流互感器相比，光 纖電流互感器的測(cè)量范圍大，響應(yīng)頻帶寬，在直流電流的測(cè)量、間歇電源的 并網(wǎng)以及特高壓交流輸電的應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，隨著國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃中對(duì) 超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)安全保障的需要，光纖電流互感器在新一代智能化變 電站中具有無(wú)可替代的地位和廣闊的市場(chǎng)前景。

目前國(guó)內(nèi)外光纖電流互感器采用的主流設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示， 由光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)耦合器后起偏，形成線偏振光。線偏振光45°對(duì)軸入射 相位調(diào)制器，經(jīng)過(guò)延遲光纖后，沿保偏光纖快慢軸傳輸?shù)墓馐?jīng)45°熔點(diǎn)進(jìn) 入四分之一波片，分別轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮陀倚膱A偏振光進(jìn)入Spun光纖圈，由于 待測(cè)電流產(chǎn)生的法拉第效應(yīng)，左右旋圓偏振光以不同的速度在光纖圈中傳輸。 經(jīng)反射鏡反射后，左右旋圓偏振光的偏振模式互相交換，兩束光再次通過(guò)四 分之一波片后恢復(fù)為線偏振光，并在耦合器處發(fā)生干涉。最后，攜帶相位信 息的光由耦合器耦合進(jìn)入探測(cè)器。

當(dāng)前，光纖電流互感器在批量化生產(chǎn)過(guò)程中，其在全溫范圍(-40℃～70 ℃)內(nèi)電流比值誤差(比差)的變化的不一致性是制約光纖電流互感器規(guī)模 化應(yīng)用的主要原因。光纖電流互感器實(shí)際運(yùn)行于惡劣的戶外變電站運(yùn)行環(huán)境 中，按照國(guó)家電網(wǎng)的要求，在-40℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，光纖電流互感器的 精度等級(jí)必須維持在一個(gè)很高的水平(如0.2級(jí)或0.2S級(jí))，這對(duì)易受溫度影 響的光纖電流互感器而言是十分嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

針對(duì)光纖電流互感器溫度穩(wěn)定性差的缺陷，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了各種溫度 補(bǔ)償方案，這些方法針對(duì)的是光纖電流互感器局部進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，以此建立 簡(jiǎn)化的動(dòng)態(tài)溫度模型，進(jìn)行溫度影響分析，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。這種方法無(wú)疑 增加了批量化生產(chǎn)過(guò)程中的工序，且溫度補(bǔ)償?shù)男Ч彩苎a(bǔ)償前互感器溫度 性能的影響。如何在批量化生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)在光纖電流互感器在全溫范圍內(nèi) 比差的穩(wěn)定性和一致性是光纖電流互感器規(guī)模化應(yīng)用亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之 一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于光纖電流互感器溫度補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄆ?的制作方法，它能夠在批量化生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)光纖電流互感器在全溫范圍內(nèi) 電流比差的穩(wěn)定一致，降低產(chǎn)品的不良率，保證光纖電流互感器的長(zhǎng)期工作 準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于溫度補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄆ闹谱鞣椒ǎ?包括如下步驟：

(1)光纖電流互感器數(shù)學(xué)模型建立；

(2)橢圓芯光纖相位延遲量測(cè)量；

(3)四分之一波片制作工藝。

所述的步驟(1)包括，

四分之一波片的瓊斯矩陣可以表示為公式1的形式

其中，θ為保偏光纖1與橢圓芯光纖2的夾角，δ為橢圓芯光纖2的相 位延遲，α0為橢圓芯光纖2與Spun光纖3的夾角，

Spun光纖敏感環(huán)的瓊斯矩陣可分別表示為公式2的形式

在公式2中，參量γ的表達(dá)式如公式3所示