(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211253975.6 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 国网黑龙江省电力有限公司电力科 学研究院 地址 150030 黑龙江省哈尔滨市香坊区建 北街61号 申请人 哈尔滨理工大 学　 国家电网有限公司 (72)发明人 陈世玉　张伟超　王磊　张弘鲲　 郭跃男　兰森　李中原　张朋　 刘贺千　谭龙　高伟楠　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 岳泉清(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G01R 15/24(2006.01) G01R 1/44(2006.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 基于有限元计算的GMM- FBG电流互感器实时 温漂抑制方法 (57)摘要 基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时 温漂抑制方法， 属于电力电网技术领域。 本发明 解决了现有方法对电流互感器中光栅传感器的 静态工作点温度漂移抑制效果差的问题， 它采用 有限元分析方法， 计算GMM ‑FBG电流互感器的工 作曲线； 对所述工作曲线进行数据拟合， 获得不 同温度下GMM ‑FBG电流互感器的波长输 出与电流 输入对的应关系； 在不同温度下， 利用每个温度 下GMM‑FBG电流互感器的波长输出与电流输入对 的应关系进行温漂抑制。 本发明适用于GMM ‑FBG 电流互感器实时温漂抑制。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 115510716 A 2022.12.23 CN 115510716 A 1.基于有限元计算的GM M‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其特 征在于， 包括： 步骤一、 采用有限元分析 方法， 计算GM M‑FBG电流互感器的工作曲线； 步骤二、 对所述工作曲线进行数据拟合， 获得不同温度下GMM ‑FBG电流互感器的波长输 出与电流输入 对的应关系； 步骤三、 在不同温度下， 利用每个温度下GMM ‑FBG电流互感器的波长输出与电流输入对 的应关系进行温漂抑制。 2.根据权利 要求1所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其 特征在于， 步骤一中， 采用有限元分析方法， 计算GMM ‑FBG电流互感器的工作曲线获取方法 为： 步骤一一、 确定GM M材料仅在热场作用下应 变值 ε1(y,t)； 确定GMM材料同时承受磁场和热场作用产生应 变 ε2(y,t)； 步骤一二、 利用GMM材料仅在热场作用下应变值ε1(y,t)与同时承受磁场和热场作用产 生应变 ε2(y,t)， 计算热场和磁场耦合驱动下GM M材料产生的应 变值 ε(y,t)； 步骤一三、 基于FBG的温度和应变作用关系， 建立应变和温度共同作用时GMM ‑FBG电流 互感器的波长 输出模型； 步骤一四、 对GMM ‑FBG电流互感器波长输出模型中的GMM ‑FBG材料的参数赋值， 获得不 同温度下的传感器工作曲线。 3.根据权利 要求2所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其 特征在于， 步骤一 一中， GMM材料仅在热场作用下应 变值 ε1(y,t)为： ε1(y,t)＝α [T(y,t) ‑Tr] 式中： α 为热膨胀系数； Tr为自旋重新定位温度， T(y,t)为t时刻 GMM‑FBG电流互感器GMM 材料的环境温度， t为时间， y代 表GMM材料的轴向坐标。 4.根据权利 要求3所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其 特征在于， 步骤一 一中， GMM材料同时承受磁场和热场作用产生应 变 ε2(y,t)为： 为饱和磁致伸缩应 变‑温度曲线斜 率， Ms为饱和磁化强度， M(y,t)磁化强度函数。 5.根据权利 要求4所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其 特征在于， 步骤一 二中， 计算热场和磁场耦合驱动下GM M材料产生的应 变值 ε(y,t)为： 其中， α 为热膨胀系数。 6.根据权利 要求5所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其 特征在于， 步骤一 三中， 应变和温度共同作用时GM M‑FBG电流互感器的波长 输出模型为： Δ λB＝ λB(1‑Pe)ε+λB( αΛ+αn)ΔT 其中， ε为热场和磁场耦合驱动下GMM 材料产生的应变值 ε(y,t)的简 写； Δ λB为波长变化 量、 λB为FBG的初始中心波长值、 Pe为光纤的弹光系数、 αΛ为温漂系数、 αn为折射率系数， ΔT 为温度变化 量。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510716 A 27.根据权利 要求6所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方法， 其 特征在于， 步骤一三中， 应变和温度共同作用时GMM ‑FBG电流互感器的波长输出模型改写 为： 式中， ΔT为温度变化 量。 8.根据权利要求2或3所述的基于有限元计算的GMM ‑FBG电流互感器实时温漂抑制方 法， 其特征在于， 步骤二中， 对 所述工作曲线进 行数据拟合， 获得每个温度下GMM ‑FBG电流互 感器的波长 输出与电流输入 对的应关系的具体方法为： 通过数据拟合获得不同温度下传感器波长 输出与电流输入 对应关系： λT＝aTI2+bTI+cT 式中， I代表电流， aT、 bT、 cT均为电流波长关系系数， 均为无量纲量， λT为环境温度为T时， GMM‑FBG电流互感器输出的波长 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510716 A 3