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电流互感器(Current tran ducer简称CT) 是电力系统中进行电能计量和继电保护的重要设备，其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。然而随着电力工业的发展，电力传输系统容量不断增加，运行电压等级越来越高，目前我国电网的最高电压等级已达500KV，并向更高的电压等级发展。而传统的电磁式电流互感器原理是基于类似变压器原理的电磁感应，由于其工作原理决定了技术上有一些难以解决的困难。如：(1)电压等级提高，增大了绝缘困难，致使绝缘结构复杂，体积重量更大，安装、运输不便，且造价呈指数上升。 (2)由于铁芯磁特性有限，在某些较大的工作电流或故障电流作用下可能会发生铁芯严重饱和，使测量结果出现难以容许的偏差，给电力系统提供错误信息。(3)如果互感器输出处于开路状态，输出端会感应高压，有可能导致绝缘故障或危及其它设备及工作人员安全。(4)目前传统电流互感器内部多充以矿物油作为绝缘和散热介质，存在突然失效而可能导致燃烧、爆炸的危险。目前大多数电流互感器是利用晶体的Faraday效应。晶体构建的光纤电流互感器的缺陷在于：动态范围小、灵敏度低、插入损耗大。

本项目研发的光纤电流互感器，由光源、光电探测器、分束器、偏振器、相位调制器、保偏延迟光缆、A/4波片、传感头和信号处理单元构成。光纤电流互感器与传统电磁式电流互感器相比，其优点：(1)采用全光纤传输，其绝缘性能好；不含铁心，受电磁干扰影响小，没有铁磁共振、磁饱和及大电感引起的滞后现象；(2)测量频带宽，动态范围大，采用闭环控制无开路导致高压的危险；(3)体积小、质量轻、结构简单，易于安装。

本发明公开了一种光纤电流互感器及其互感器的闭环检测装置,该光纤电流互感器中光路采用全光纤连接,光纤电流互感器中的电路采用闭环检测模式.所述的闭环检测装置中前放单元接收光电探测器输出的光强电压信号,经A/D转换后输出给FPGA,FPGA将采集的电压信号输出给DSP,经DSP进行数字解调,数值滤波,积分处理后输出控制信号给FPGA;FPGA对接收DSP的控制信号输出给模拟输出电路;方波调制电路和数字阶梯波发生电路接收FPGA输出的控制信号,方波调制电路输出的方波信号与数字阶梯波发生电路输出的数字阶梯波高度信号经叠加后驱动相位调制器.本发明采用全光纤传输,其绝缘性能好,受电磁干扰影响小,测量频带宽,动态范围大。

北航工研院相关研发团队，本项目已申请国家发明专利。

光纤电流互感器,包括光源(1)、光电探测器(8)、传感头(7),其特征在\r\r\r\r\n于：还包括分束器(2)、偏振器(3)、相位调制器(4)、保偏延迟光缆(5)、λ/4波片(6)\r\r\r\r\n和信号处理单元(7)构成,所述的传感头(7)由传感光纤(71)经端面镀反射膜(72)形成,\r\r\r\r\n光源(1)和光电探测器(8)的尾纤分别与分束器(2)的两根入纤熔接,分束器(2)的尾纤与\r\r\r\r\n偏振器(3)的入纤熔接,偏振器(3)的尾纤与相位调制器(4)的入纤45°熔接,相位调\r\r\r\r\n制器(4)的尾纤与保偏延迟光缆(5)的一端连接,保偏延迟光缆(5)的另一端与λ/4波片\r\r\r\r\n(6)连接,λ/4波片(6)另一端与传感头(7)的传感光纤(71)熔接；所述光电探测器(8)的\r\r\r\r\n光强电压信号输出端与信号处理单元(9)连接,信号处理单元(9)输出方波和阶梯波的\r\r\r\r\n叠加信号给相位调制器(4)；\r\r\r\r\n 所述相位调制器(4)中光的相位差满足sin4VNI≈4VNI,且4VNI≤0.5°～1°,V表\r\r\r\r\n示Verdet常数,N表示缠绕导线的光纤圈数,I表示导线中的电流值；\r\r\r\r\n 所述光纤电流互感器对接收和/或输出信号进行闭环检测。

本成果可支持：技术转让，技术合作，技术咨询等模式。