CN103698572A - 全光纤光电电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全光纤光电电流互感器，包括壳体、复合套管、基座顶板和基座支腿，基座顶板设置在基座支腿上，复合套管的下端通过下法兰固定在基座顶板上，壳体通过上法兰设置在复合套管的上端，还包括过渡法兰、光纤传感器和导电杆，过渡法兰设置在复合套管上端的壳体内，光纤传感器通过支架固定过渡法兰上，导电杆通过压紧法兰固定在壳体，导电杆的一端设有线夹，基座顶板的下方设置二次机箱及接线盒。本发明为光电式电流互感器，摒弃了传统的电磁式原理，将信号提取原理与能量传输原理完全区别开来，采用光学传感技术，直接将一次侧的大电流和高电压转换为微弱光信号的相位与幅值，是一种安全可靠、节能环保的绿色产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种电流互感器，属于高压输变电设备技术领域。
背景技术
传统互感器为电磁式原理,主要存在以下5个方面的缺陷：即1）电压等级的提高，增加了绝缘困难，致使绝缘结构复杂，体积重量加大，安装、运输不便，且造价呈指数上升,如一台110KV的互感器其售价约5万元，而一台500KV的互感器其售价约50万元人民币；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的燃烧、爆炸危险；5）输出为模拟量，不利于电力系统数字化、自动化进程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种全光纤光电电流互感器。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种全光纤光电电流互感器，包括壳体、复合套管、基座顶板和基座支腿，所述基座顶板设置在基座支腿上，复合套管的下端通过下法兰固定在基座顶板上，壳体通过上法兰设置在复合套管的上端，还包括过渡法兰、光纤传感器和导电杆，过渡法兰设置在复合套管上端的壳体内，所述光纤传感器通过支架固定过渡法兰上，所述导电杆通过压紧法兰固定在壳体，所述导电杆的一端设有线夹，基座顶板的下方设置二次机箱及接线盒。
所述复合套管由伞裙和环氧管构成。
所述伞裙采用大小伞结构，由有机硅橡胶材料制成,其内嵌入光纤式复合空心绝缘子。
有益效果：本发明为光电式电流互感器，完全摒弃了传统的电磁式原理，将信号的提取原理与能量传输原理完全区别开来，采用光学传感技术，直接将一次侧的大电流和高电压转换为微弱光信号的相位与幅值，是一种安全可靠、节能环保的绿色产品，这对于21世纪资源紧张的中国与世界具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1壳体、2压紧法兰、3导电杆、4线夹、5光纤传感器、6过渡法兰、7上法兰、8复合套管、9下法兰、10基座顶板、11基座支腿、12二次机箱及接线盒。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1所示为本发明的结构示意图。
本发明包括壳体1、复合套管8、基座顶板10和基座支腿11，所述基座顶板10设置在基座支腿11上，复合套管8的下端通过下法兰9固定在基座顶板10上，壳体1通过上法兰7设置在复合套管8的上端。
本发明还包括过渡法兰6、光纤传感器5和导电杆3，过渡法兰6设置在复合套管8上端的壳体1内，所述光纤传感器5通过支架固定过渡法兰6上。
所述导电杆3通过压紧法兰2固定在壳体1，导电杆3的一端设有线夹4。
所述基座顶板10的下方设置二次机箱及接线盒12，所述二次接线盒采用一体化，减少安装的操作步骤。
所述复合套管8由伞裙和环氧管构成
所述伞裙内嵌入光纤式复合空心绝缘子。
所述伞裙由有机硅橡胶材料制成，其耐气候、耐老化、耐漏电起痕、憎水性等性能好。
所述伞裙采用大小伞结构，使其绝缘距离和泄漏距离达到合理的参数比，其污闪、雨闪电压高。
通过有限元软件对套管的弯曲强度及地震强度进行了有限元仿真分析，并结合环氧玻璃管的缠绕工艺、胶装比等结构参数对其强度的影响，在整体结构尺寸确定的情况下使复合空心绝缘子的机械性能达到最优化。
本发明为光电式电流互感器，完全摒弃了传统的电磁式原理，将信号的提取原理与能量传输原理完全区别开来，应用光电子学的方法来解决电磁式互感器存在的弱点，采用现阶段成熟的光纤陀螺技术，采用反射式全光纤光路结构方案，基于磁光Faraday效应，主要由光源、耦合器、起偏器、相位调制器、光纤光缆延迟线、λ/4波片、传感头、反射镜和光电探测器组成，完成信号的采集、传输后，制作基于DSP的硬件同步采样技术和加窗插值FFT算法来实现后续信号处理的硬件和软件，从而达到信号采集处理、实现将一次侧的大电流和高电压转换为小电流、低电压的处理信号，实现测量功能。
本发明具有如下优点：1）绝缘结构简单、重量轻、体积小、成本相对低廉；2）没有铁心，不会发生饱和，二次电流不会发生畸变，这将有利于差动保护、过流保护等继电保护设备的运行；3）具有测量高频电流的潜力：例如测量高频淬火炉中频率为几十到几百千周的高频电流；4）输出为数字量，可以大为简化现有的继电保护设备，有利于电力系统的数字化自动化进程；5）可利用GPS全球定位系统，给互感器的数字输出量打上统一时标，有利于电力系统运行状态的实时远程监控；6）各个功能模块相对独立，便于安装和维护。综上所述，本发明整体结构简单，污秽等级高，安装方便，易操作，是一种安全可靠、节能环保的绿色产品，这对于21世纪资源紧张的中国与世界具有重要的意义。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
Claims (3)
1.一种全光纤光电电流互感器，包括壳体（1）、复合套管（8）、基座顶板（10）和基座支腿（11），所述基座顶板（10）设置在基座支腿（11）上，复合套管（8）的下端通过下法兰（9）固定在基座顶板（10）上，壳体（1）通过上法兰7设置在复合套管（8）的上端，其特征在于：还包括过渡法兰（6）、光纤传感器（5）和导电杆（3），过渡法兰（6）设置在复合套管（8）上端的壳体（1）内，所述光纤传感器（5）通过支架固定过渡法兰（6）上，所述导电杆（3）通过压紧法兰（2）固定在壳体（1），所述导电杆（3）的一端设有线夹（4），基座顶板（10）的下方设置二次机箱及接线盒（12）。
2.根据权利要求1所述的全光纤光电电流互感器，其特征在于：所述复合套管（8）由伞裙和环氧管构成。
3.根据权利要求2所述的全光纤光电电流互感器，其特征在于：所述伞裙采用大小伞结构，由有机硅橡胶材料制成,其内嵌入光纤式复合空心绝缘子。
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