CN103700477A - 一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器 - Google Patents

Abstract

一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，包括外罩、敏感环、金具支架、接线端子、导体多匝绕组、绝缘子、传感光纤、电气单元和底座，其中导体多匝绕组又包括一字导电棒、等长导电棒、绝缘衬套、抱紧导电排、L形导电棒、不等长导电棒、大垫圈、绝缘垫圈、绝缘套筒；接线端子安装于导体多匝绕组上，敏感环固定于金具支架上，外罩安装于金具支架的上方，敏感环和导体多匝绕组均位于外罩内部，传感光纤的一端连接敏感环，并穿过绝缘子内，另一端连接到电气单元，电气单元安装于底座内。本发明具有安全性好、使用灵活度高、小电流测量性能好、测量动态范围大、频率响应度高等特点，特别在小电流测量方面，具有领先优势，能够填补行业空白。

Description

一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器

技术领域

本发明涉及一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，属于电力设备技术领域。

背景技术

电流互感器是电力输变电中的关键设备之一，在系统中起着精确快速测量电学参量的作用，对输变电系统及电力设备的安全、可靠运行起着至关重要的作用。随着科学技术以及工业技术水平的不断提高，对电流互感器的计量精度也提出了更高要求。全光纤互感器基于磁光法拉第效应，通过光学原理实现高压一次电流准确测量，具有突出的技术优势，为未来互感器换代产品。在电能计量应用通常要求光纤电流互感器准确度0.2S，按照标准规定0.2S准确度要求在1%额定电流下比差能小于0.75%，如额定电流为50A时，0.2S准确度要求在1%额定电流即0.5A比差小于0.75%，这对全光纤电流互感器的小电流测量精度提出了挑战。

全光纤电流互感器基于闭环控制技术，具有较大的动态范围，但是当在一次电流较小时，测量准确度难以保证。之前国内国际全光纤电流互感器厂家均采用高压一次导体单次通过敏感单元的设计方案，如阿尔斯通、南瑞航天等。该方案在测量小电流时，通过提高光路及二次设备特性来改善其小电流性能，该方法成本高且技术难度大。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述不足，提供了一种新型高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，通过增加高压一次导体匝数，提高有效敏感电流，从而提高光纤电流互感器准确度，实现小电流准确测量。

本发明的技术解决方案：

一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，包括外罩、敏感环、金具支架、接线端子a、接线端子b、导体多匝绕组、绝缘子、传感光纤、电气单元和底座，其中导体多匝绕组又包括一字导电棒、多个等长导电棒、绝缘衬套、多个抱紧导电排、L形导电棒、不等长导电棒；

接线端子a和接线端子b分别安装于导体多匝绕组的两侧，敏感环固定于金具支架上，外罩安装于金具支架的上方，敏感环和导体多匝绕组均位于外罩内部，传感光纤的一端连接敏感环，并穿过绝缘子内，另一端连接到电气单元，电气单元安装于底座内；

一字导电棒的一端连接到接线端子a上，另一端依次通过绝缘衬套、敏感环和金具支架与抱紧导电排中的一个的一端相连，该抱紧导电排与通过绝缘衬套、敏感环和金具支架的其中一个等长导电棒的一端相连，该等长导电棒的另一端再次通过绝缘衬套、敏感环和金具支架与抱紧导电排的另一个的一端相连，该抱紧导电排的另一端与通过绝缘衬套、敏感环和金具支架的另一个等长导电棒的一端相连；为实现一次导体的多匝式，多个等长导电棒和多个抱紧导电排按照上述连接方式依次首尾相连；每增加一组等长导电棒和抱紧导电排，一次导体匝数对应增加，最后一个等长导电棒的一端通过绝缘衬套、敏感环和金具支架与最后一个抱紧导电排的一端相连，该抱紧导电排的另一端与通过绝缘衬套、敏感环和金具支架的不等长导电棒的一端相连,不等长导电棒的另一端与L形导电棒的一端相连接，L形导电棒的另一端连接到接线端子b上；

抱紧导电排和等长导电棒通过抱紧方式连接。

所述的多个等长导电棒包括两个等长导电棒，多个抱紧导电排包括三个抱紧导电排；

一字导电棒的一端连接到接线端子a上，另一端依次通过绝缘衬套、敏感环和金具支架与抱紧导电排的一端相连，抱紧导电排的另一端与通过绝缘衬套、敏感环和金具支架的等长导电棒的一端相连，等长导电棒的另一端再次通过绝缘衬套、敏感环和金具支架与抱紧导电排的一端相连；抱紧导电排的另一端与通过绝缘衬套、敏感环和金具支架的等长导电棒的一端相连，等长导电棒的另一端再次通过绝缘衬套、敏感环和金具支架与抱紧导电排的一端相连，抱紧导电排的另一端与通过绝缘衬套、敏感环和金具支架的不等长导电棒的一端相连。

所述等长导电棒为凹型，其两端长度相等；不等长导电棒为凹型，其两端长度不相等；等长导电棒和不等长导电棒与抱紧导电排的接触表面镀银。

所述抱紧导电排与等长导电棒和不等长导电棒的内接触面镀银，抱紧导电排开有与等长导电棒的两端相吻合的抱紧孔；抱紧导电排11两端设有窄槽25，安装时首先将一字导电棒9接触面穿过抱紧导电排，其次通过螺钉将抱紧导电排窄槽25闭合，最后在一字导电棒顶端外侧安装挡圈20。

所述导体多匝绕组的匝数可根据实际需要通过调整抱紧母排与等长导电排的数量来进行调节。

所述抱紧导电排（11）和等长导电棒（14）可以通过螺钉直接连接。

还包括：均压环，所述均压环位于支架金具上下两端。

本发明与现有技术相比的有益效果如下：

（1）本发明通过一次导体多匝绕组对小电流进行放大测量，可实现对小电流的精确测量。

（2）本发明应用方式灵活，安装调整方便可靠，结构简单，制造成本低廉。

（3）本发明具有安全性能好、无磁饱和、测量动态范围大、频率响应度高、体积小、重量轻等特点，其可靠性及精度较传统的电磁式电流互感器、罗氏线圈式电子式电流互感器和磁光玻璃电子式电流互感器等更高，因此在电力系统中有着广阔的应用前景。

（4）本发明采用整体独立式结构占地面积小，重量轻，降低了成本，具有低碳环保的特点，具有更好的经济性。

附图说明

图1为本发明一种新型高压一次导体多匝式全光纤电流互感器的结构示意图；

图2为实施例中互感器一次绕组的前轴测图；

图3为实施例中互感器一次绕组的后轴测图；

图4为实施例中互感器一次绕组的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的工作原理。

本发明通过发明高压一次导体结构形式，采用多匝式高压一次导体多次穿过敏感环，将一次小电流进行放大测量，能够显著提高光学电流互感器小电流的测量精度。

如图1、2、3、4所示，一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，包括外罩5、敏感环3、金具支架4、接线端子2a、接线端子2b、导体多匝绕组1、绝缘子6、传感光纤9、电气单元7和底座8，其中导体多匝绕组1又包括一字导电棒17、多个等长导电棒14、绝缘衬套10、多个抱紧导电排11、L形导电棒12、不等长导电棒13。

等长导电棒14为凹型，其两端长度相等；不等长导电棒13为凹型，其两端长度不相等；等长导电棒14和不等长导电棒13与抱紧导电排11的接触表面镀银。

抱紧导电排11与等长导电棒14和不等长导电棒13的内接触面镀银，抱紧导电排11开有与等长导电棒14的两端相吻合的抱紧孔。

接线端子2a和接线端子2b分别安装于导体多匝绕组1的两侧，敏感环3固定于金具支架4上，外罩5安装于金具支架4的上方，敏感环3和导体多匝绕组1均位于外罩5内部，传感光纤9的一端连接敏感环3，并穿过绝缘子6内，另一端连接到电气单元7，电气单元7安装于底座8内。

一字导电棒17的一端连接到接线端子2a上，另一端依次通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4与抱紧导电排11中的一个的一端相连，该抱紧导电排11与通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4的其中一个等长导电棒14的一端相连，该等长导电棒14的另一端再次通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4与抱紧导电排11的另一个的一端相连，该抱紧导电排11的另一端与通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4的另一个等长导电棒14的一端相连；为实现一次导体的多匝式，多个等长导电棒14和多个抱紧导电排11按照上述连接方式依次首尾相连；每增加一组等长导电棒14和抱紧导电排11，一次导体匝数对应增加1，最后一个等长导电棒14的一端通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4与最后一个抱紧导电排11的一端相连，该抱紧导电排11的另一端与通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4的不等长导电棒13的一端相连,不等长导电棒13的另一端与L形导电棒的一端12相连接，L形导电棒的另一端连接到接线端子2b上；导体多匝绕组1的匝数可根据实际需要通过调整抱紧母排与等长导电排的数量来进行调节。

抱紧导电排11和等长导电棒14通过抱紧方式连接，抱紧导电排11和等长导电棒14可以为螺钉直接连接。

为了能够减小一次导体多匝绕组1的电阻，实现各个等长导电棒14、不等长导电棒13与抱紧导电排11的紧密结合，在抱紧导电排11两端设有窄槽25，安装时首先将一字导电棒9接触面穿过抱紧导电排，其次通过螺钉将抱紧导电排窄槽25闭合，最后在一字导电棒顶端外侧安装挡圈20。

下面以一个具体实施例来进一步说明本发明的连接关系：

多个等长导电棒14包括两个等长导电棒141和142、多个抱紧导电排11包括三个抱紧导电排111、112和113；

一字导电棒17的一端连接到接线端子2a上，另一端依次通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4与抱紧导电排111的一端相连，抱紧导电排111的另一端与通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4的等长导电棒141的一端相连，等长导电棒141的另一端再次通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4与抱紧导电排112的一端相连；抱紧导电排112的另一端与通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4的等长导电棒142的一端相连，等长导电棒142的另一端再次通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4与抱紧导电排113的一端相连，抱紧导电排113的另一端与通过绝缘衬套10、敏感环3和金具支架4的不等长导电棒13的一端相连。

均压环，所述均压环位于支架金具上下两端。

本发明为保证在不同电流下的测量精度，一次导体多匝绕组穿过敏感环的次数暨一次导体匝数N可根据实际需要，通过改变抱紧导电排与等长导电棒数量进行调节，一次导体匝数N≧1。

本发明为保证电流能够沿着一次导体多匝绕组传输，所有抱紧导电排与金具支架之间可以通过绝缘垫圈26与大垫圈27隔离，导电棒与金具支架之间通过绝缘垫圈26与绝缘衬套10隔离，L形导电棒与金具支架之间通过绝缘垫圈26与加厚垫圈28隔离。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于：包括外罩（5）、敏感环（3）、金具支架（4）、接线端子（2a）、接线端子（2b）、导体多匝绕组（1）、绝缘子（6）、传感光纤（9）、电气单元（7）、底座（8）和挡圈（20），其中导体多匝绕组（1）又包括一字导电棒（17）、多个等长导电棒（14）、绝缘衬套（10）、多个抱紧导电排（11）、L形导电棒（12）和不等长导电棒（13）；

接线端子（2a）和接线端子（2b）分别安装于导体多匝绕组（1）的两侧，敏感环（3）固定于金具支架（4）上，外罩（5）安装于金具支架（4）的上方，敏感环（3）和导体多匝绕组（1）均位于外罩（5）内部，传感光纤（9）的一端连接敏感环（3），并穿过绝缘子（6）内，另一端连接到电气单元（7），电气单元（7）安装于底座（8）内；

一字导电棒（17）的一端连接到接线端子（2a）上，另一端依次通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）与抱紧导电排（11）中的一个的一端相连，该抱紧导电排（11）与通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）的其中一个等长导电棒（14）的一端相连，该等长导电棒（14）的另一端再次通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）与抱紧导电排（11）的另一个的一端相连，该抱紧导电排（11）的另一端与通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）的另一个等长导电棒（14）的一端相连；多个等长导电棒（14）和多个抱紧导电排（11）按照上述连接方式依次首尾相连；每增加一组等长导电棒（14）和抱紧导电排（11），一次导体匝数对应增加1，最后一个等长导电棒（14）的一端通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）与最后一个抱紧导电排（11）的一端相连，该抱紧导电排（11）的另一端与通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）的不等长导电棒（13）的一端相连,不等长导电棒（13）的另一端与L形导电棒的一端（12）相连接，L形导电棒的另一端连接到接线端子（2b）上；

抱紧导电排（11）和等长导电棒（14）通过抱紧方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于：所述的多个等长导电棒（14）包括两个等长导电棒（141）和（142）、多个抱紧导电排（11）包括三个抱紧导电排（111）、（112）和（113）；

一字导电棒（17）的一端连接到接线端子（2a）上，另一端依次通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）与抱紧导电排（111）的一端相连，抱紧导电排（111）的另一端与通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）的等长导电棒（141）的一端相连，等长导电棒（141）的另一端再次通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）与抱紧导电排（112）的一端相连；抱紧导电排（112）的另一端与通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）的等长导电棒（142）的一端相连，等长导电棒（142）的另一端再次通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）与抱紧导电排（113）的一端相连，抱紧导电排（113）的另一端与通过绝缘衬套（10）、敏感环（3）和金具支架（4）的不等长导电棒（13）的一端相连。

3.根据权利要求1所述的一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于：所述等长导电棒（14）为凹型，其两端长度相等；不等长导电棒（13）为凹型，其两端长度不相等；等长导电棒（14）和不等长导电棒（13）与抱紧导电排（11）的接触表面镀银。

4.根据权利要求1所述的一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于：所述抱紧导电排（11）与等长导电棒（14）和不等长导电棒（13）的内接触面镀银，抱紧导电排（11）开有与等长导电棒（14）的两端相吻合的抱紧孔；抱紧导电排（11）两端设有窄槽（25），安装时首先将一字导电棒（9）接触面穿过抱紧导电排，其次通过螺钉将抱紧导电排窄槽（25）闭合，最后在一字导电棒顶端外侧安装挡圈（20）。

5.根据权利要求1所述的一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于：所述导体多匝绕组（1）的匝数可根据实际需要通过调整抱紧母排与等长导电排的数量来进行调节。

6.根据权利要求1所述的一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于：所述抱紧导电排（11）和等长导电棒（14）可以通过螺钉直接连接。

7.根据权利要求1所述的一种高压一次导体多匝式全光纤电流互感器，其特征在于还包括：均压环，所述均压环位于支架金具上下两端。

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