[發(fā)明專利]一種全光纖電流互感器及其溫度補償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110075434.8
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112986650A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 趙新科;孟慶喜;廉麗娟;陳帥兵;劉瑞瑞;陳奕嘉;岳光華;李陽;賀小維;田超群;王凱;謝艷彬
• 申請（專利權）人: 河南平高電氣股份有限公司;平高集團有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R1/44
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權代理有限公司 41119
• 代理人: 王凱迪

本發(fā)明涉及一種全光纖電流互感器及其溫度補償方法，全光纖電流互感器包括傳感環(huán)和用于光電轉換并最終輸出采集信號的信號處理電路，所述傳感環(huán)包括殼體和設置在殼體內(nèi)的光纖，所述信號處理電路采集連接溫度傳感器；所述溫度傳感器設置于傳感環(huán)相同的溫度環(huán)境內(nèi)；環(huán)繞所述溫度傳感器還設置有導溫材質(zhì)的罩體。方法包括在傳感環(huán)相同的溫度環(huán)境內(nèi)的導熱材質(zhì)旁測量溫度，并利用該測量出的溫度對全光纖電流互感器進行誤差補償。本發(fā)明可以實現(xiàn)全光纖電流互感器測量裝置在全環(huán)境溫度區(qū)間降低誤差。

技術領域

本發(fā)明涉及一種全光纖電流互感器及其溫度補償方法，屬于全光纖電流互感器技術領域。

背景技術

受環(huán)境溫度影響，全光纖電流互感器測量裝置處于-40℃～70℃之間波動的溫度環(huán)境中，由于光源、傳感環(huán)(內(nèi)部設有光頭)、調(diào)制器、接收器等存在一定誤差，導致全光纖電流互感器測量值存在約0.5％-1％的誤差。為了減小誤差，需要通過軟補償?shù)姆椒▽θ饫w電流互感器測量裝置進行誤差補償，即引入整機溫度模型及補償算法。

由于全光纖電流互感器中傳感環(huán)受溫度影響最大，在全光纖電流互感器測量裝置設計時，理想的溫度補償方式是將溫度傳感器設置于傳感環(huán)外殼內(nèi)，與光頭設置在一起，可以保證溫度傳感器測量值與光頭的實際溫度保持一致，進而進行整機誤差補償，可以獲得較準確的測量精度，然而由于傳感環(huán)用于電流測量，位于電磁環(huán)境惡劣的高壓現(xiàn)場，現(xiàn)場輸電線路形成強電場，而溫度傳感器作為電子元件，信號傳輸易受到大場強電場的影響而失真。

因此目前國內(nèi)、外全光纖電流互感器均采用普通的溫度傳感器，測量互感器所在環(huán)境的溫度，對互感器進行補償

然而在實際工程實踐中發(fā)現(xiàn)，由于溫度傳感器與光頭部分結構存在差異，使得二者溫度傳導模型不同，光頭部分由于金屬外殼等熱的良導體存在，其實際溫度變化與環(huán)境溫度變化速率不同，溫度變化存在一定滯后性，導致在實際進行補償時候，溫度傳感器測得的溫度與光頭部分實際溫度不同，最終補償存在偏差，測量精度下降，尤其是在溫度升、降過程中，補償?shù)恼`差偏差更大。

因此在工程應用中，溫度升、降速度越快，全光纖電流互感器測量裝置的誤差也會越大(其中擬合現(xiàn)場實際情況及在大風、驟雨情況下即會發(fā)生溫度升降速度較快的情況)。同時目前全光纖電流互感器在試驗時也發(fā)現(xiàn)，恒溫狀態(tài)下產(chǎn)品的精度與傳統(tǒng)電磁式電流互感器相比，精度相近且略高于傳統(tǒng)電磁式互感器，然而在高低溫試驗時，尤其是溫度升降過程中實驗時，測量誤差較大，精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種全光纖電流互感器及其溫度補償方法，用以解決溫度變化過程中光纖電流互感器測量精度低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

本發(fā)明的一種全光纖電流互感器，包括傳感環(huán)和用于光電轉換并最終輸出采集信號的信號處理電路，所述傳感環(huán)包括殼體和設置在殼體內(nèi)的光纖，所述信號處理電路采集連接溫度傳感器；所述溫度傳感器設置于傳感環(huán)相同的溫度環(huán)境內(nèi)；環(huán)繞所述溫度傳感器還設置有導溫材質(zhì)的罩體。

傳感環(huán)由光纜和外殼構成，環(huán)境溫度變化時，光纜處的溫度變化與外殼外面的環(huán)境溫度變化不同，直接通過溫度傳感器測量環(huán)境溫度進行溫度補償會導致測量誤差較大。本發(fā)明通過在溫度傳感器附近設置溫度傳導材料，類似于傳感環(huán)的光纜外面具有導熱的金屬外殼，從而模擬出與傳感環(huán)內(nèi)部光纖相類似的溫度傳導環(huán)境，此時即使在溫度變化的環(huán)境中測量出的溫度，也會與傳感環(huán)內(nèi)部光纜的溫度接近，從而提高了互感器的溫度補償?shù)木?，降低了溫度變化時互感器的測量誤差。

進一步的，所述溫度傳感器及罩體不直接與地面接觸。

大地會對附近溫度構成一定影響，溫度傳感器不直接固定設置在底面上進一步增加了溫度補償?shù)木取?/p>

進一步的，所述溫度傳感器與傳感環(huán)間隔設定距離設置，以使溫度傳感器處于傳感環(huán)所在電場環(huán)境之外。