[發明專利]一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置及自補償測試方法

在審

• 申請號: 202211716912.X
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116047158A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 司磊;王利清;李彬;任楠楠;靳俊杰
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R19/32;G01R15/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 賈文婷

本發明公開了一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置及自補償測試方法。該方法及裝置能夠實現對同一電流傳感器光路進行四AD采樣雙向解調、并對溫度引起的誤差進行自動補償，該方法包括光路單元、電路單元、數據處理單元。光路部分采用耦合器將光源分成兩束，利用傳感光路對稱性，實現雙通道解調，并用隔離器對實現光單向輸出，避免雙向光對光源、信號光功率造成擾動。每一通道采用雙AD差分解調，同時采用分束器實現差分信號大小相同。利用耦合器2對光源功率進行監控。電路部分包括光源驅動、溫控及驅動閉環控制，信號濾波放大單元，AD采集及信號處理用DSP或單片機。數據處理部分為電流信號解調算法及自補償方法。

技術領域

本發明涉及電力設備領域，尤其涉及一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置及自補償測試方法。

背景技術

目前電力系統逐步實現智能化、數字化，各種智能傳感檢測設備層出不窮。互感器做為電力系統的關鍵設備，用于測量電流大小，為電能計量測控保護提供必要信息，也必須順應技術需要，向小型化，智能化方向進行發展，不同原理的電流傳感器不斷發明出來。目前光纖電流互感器以其絕緣簡單、體積小、安全可靠、數字化、智能化及計量、測量、保護一體化等優點，已經在智能化變電站中批量應用，代表互感器發展方向。

但是由于光纖電流互感器工藝復雜、成本較高，在高電壓領域應用較多，在配網低電壓領域未能推廣，因此需要設計一種成本較低，安裝靈活的電流傳感器，同時實現雙AD雙重化配置。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置及自補償測試方法，實現了單傳感輸出兩路獨立采樣保護數據的功能，并實現溫度自補償。本發明具有成本低、高度集成、智能化程度高的優點。

本發明的技術解決方案是：

一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置，包括光源、隔離器1、耦合器1、準直器1、法拉第磁旋光材料、準直器2、耦合器2、探測器3、隔離器2、探測器1；

耦合器1和耦合器2均有2個入射端口和2個出射端口；光源發出的光經過隔離器1，從耦合器1的1端口進入，均分后從耦合器1的3端口和4端口發出，從耦合器1的4端口發出光正向進入準直器1，之后經過法拉第磁旋光材料后進入準直器2，再進入耦合器2，經耦合器2后光被分成兩部分，一部分光經耦合器2的2端口進入探測器3，另一部分光由于隔離器2為單向輸入器件、從而被消散掉；從耦合器1的3端口發出的光經過隔離器2后、從耦合器2的1端口反向進入，并依次經過準直器2、法拉第磁旋光材料、準直器1、耦合器1，最終進探測器1。

所述準直器1與法拉第磁旋光材料之間設有偏振分束器1，準直器1射出的光經偏振分束器1被分成透射光、反射光兩部分，透射光進入法拉第磁旋光材料，反射光進入分束器1，被分束器1分成透射和反射光，透射光不利用，反射光經準直器4進入探測器2。

所述法拉第磁旋光材料與準直器2之間設有偏振分束器2，法拉第磁旋光材料射出的光經偏振分束器2被分成透射光、反射光兩部分，透射光進入準直器2，反射光進入分束器2，被分束器2分成透射和反射光，透射光不利用，反射光經準直器3進入探測器4。

所述耦合器1、耦合器2、偏振分束器1、偏振分束器2、分束器1、分束器2均為分光比50：50的器件。

所述探測器1、探測器2、探測器3、探測器4分別連接信號放大濾波模塊、AD采樣轉換電路，信號放大濾波模塊用于對探測器1、2、3、4的傳感信號經過濾波放大后，再由AD采樣轉換電路進行信號采集，并將信號發送給數據處理單元進行控制和解調；

探測器5經一路AD采樣轉換電路進行信號采集后、將信號發送給數據處理單元，數據處理單元對AD采樣轉換電路采集的數據進行平均后，得到累加平均值，將累加平均值做為調節光源功率波動或光源故障的信號，利用累加平均值波動的大小來控制光源驅動電流大小。

一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置的自補償測試方法，包括：