[實用新型]一種雙光源的光學電流互感器

有效

• 申請號: 202021707080.1
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN213482323U
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 王耀;易合坤;任仰凱;閻嫦玲;羅蘇南;趙森林;劉東超;王光;陳俊;何力;金少軍;孫旭峰;楊彬;范俊波;蘇欽偉;紀威;黃清林
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保工程技術有限公司;陽江核電有限公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R15/22;G01R15/24;G01R15/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種雙光源的光學電流互感器，用于解決光CT運行過程中光源衰耗、光源損壞或光源壽命短等問題。雙光源的光學電流互感器的光路系統單元包括主光源、備用光源、耦合器、起偏器和光探測器；耦合器的第一輸入端和第二輸入端分別與主光源和備用光源光學連接；輸入輸出端與起偏器光學連接，用于輸出光信號和接收先相應的反射光光信號；反射光輸出端與光探測器光學連接；信號處理單元的輸入端與光探測器電連接，輸出端信號連接到主光源和備用光源以控制主光源和備用光源的切換和調節。通過雙光源的冗余配置，實現對光路損耗變化的實時補償及光源光功率的反饋控制，實現雙光源的無縫切換，解決光源失效及壽命較短等問題。

技術領域

本實用新型涉及光學電流互感器，具體的涉及一種雙光源的光學電流互感器。

背景技術

電流互感器是監測電力系統運行狀態的重要設備，變電站中測量、監控和保護控制依靠它來獲得測量、計量、保護所需的電流信息。傳統的電流互感器為電磁式互感器，電磁式互感器由于體積笨重、絕緣結構復雜、易磁飽和、易鐵磁諧振、動態測量范圍小、響應頻帶窄等原因越來越不能滿足電力系統自動化、數字化網等發展的需要。而光學電流互感器具有絕緣結構簡單、體積小、重量輕、線性度好，不存在磁飽和與鐵磁諧振問題等優點，可以取代傳統的電磁式互感器，有廣闊的應用前景。

光學電流互感器采用全光纖結構，基于Faraday磁光效應原理實現光信號對電流的感應，將傳感光纖盤繞在載流導體外，將被測電流量轉化為同源的兩束偏振光的相位差，檢測該相位差實現對電流的測量。

光學電流互感器體積小，重量輕，安裝方式靈活，可通過光纖纏繞的方式實現傳感線圈的安裝；光學電流互感器有優秀的抗干擾能力，可以有效杜絕傳感光纖環外的磁場的影響，且擁有良好的暫態特性，因此在電網或電廠中有廣闊的應用前景。

現有技術的光學電流互感器的一個非常重要但是比較薄弱的環節是光源器件。光源為互感器系統提供基準光信號，該光信號感應到被測電流后產生變化，被檢測后解算出被測電流，因此光源是互感器正常工作的基礎之一，其輸出光功率的變化可能導致光學電流互感器產生一定的測量誤差，影響長期工作的穩定性。而光源的輸出光功率并不穩定，在長期運行過程中，其發光效率可能會逐漸降低，造成系統光功率衰減，導致互感器誤差增大；光源器件相對較為脆弱，較易受到靜電等因素影響，有一定幾率出現失效現象；正常條件下，光源器件是光學電流互感器系統中工作壽命最低的器件之一，且在長期高溫工作條件下，其工作壽命會加劇衰耗，從而降低光學電流互感器系統的整體工作壽命。采

實用新型內容

本實用新型的目的，在于提出一種基于Faraday磁光效應的，雙光源冗余配置的光學電流互感器，通過采用雙光源冗余配置，系統不再依賴于單一光源，當任一光源出現問題時，系統可正常工作，從而提高光學電流互感器系統的工作穩定性和長期可靠性，延長系統壽命。

為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種雙光源的光學電流互感器，包括光路系統單元和信號處理單元；所述光路系統單元包括主光源、備用光源、耦合器、起偏器和光探測器；所述耦合器包括第一輸入端、第二輸入端、輸入輸出端和反射光輸出端；所述第一輸入端和第二輸入端分別與所述主光源和備用光源光學連接；所述輸入輸出端與起偏器光學連接，用于輸出光信號和接收相應的反射光光信號；所述反射光輸出端與光探測器光學連接；所述信號處理單元的輸入端與光探測器電連接，輸出端信號連接到主光源和備用光源以控制主光源和備用光源的切換和調節。

進一步地，所述光路系統單元還包括相位調制器、傳輸光纜和傳感光纖環；所述起偏器、相位調制器、傳輸光纜和傳感光纖環順序光學連接；所述信號處理單元的輸出端信號連接所述相位調制器。

進一步地，所述耦合器采用3×3耦合器。

進一步地，所述傳感光纖環包括順序連接的λ/4光纖波片、傳感光纖和反射鏡，所述傳感光纖在被測載流導體外圍繞制成閉合多圈環狀結構。