CN105388354A - 一种用于过电压测量的全光学过电压传感器的安装组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全光学过电压传感器的安装组件，属于电压测量技术领域，该安装组件包括：传感器固定外壳、输电导线拓展套管、PVC软管及套在该软管内的保偏光纤跳线、内设有保偏光纤的光纤绝缘子及其连接金具；其中，输电导线拓展套管套固在输电导线外，传感器固定外壳内安装传感器，传感器固定外壳套固在输电导线拓展套管外；PVC软管两端分别与传感器固定外壳以及光纤绝缘子相连，PVC软管内的保偏光纤跳线两端分别与传感器的尾纤、光纤绝缘子内设的保偏光纤相连。本发明组件能够将传感器长期固定在输电线上，用于长期监测，实现传感器测量装置与电力系统的非电气连接，增加了测量的安全性，同时很大程度上削弱了非测量相对测量的影响。

Description

一种用于过电压测量的全光学过电压传感器的安装组件

技术领域

本发明属于电压测量技术领域，特别涉及一种全光学过电压传感器的安装组件设计。

背景技术

变电站过电压主要指雷电过电压与操作过电压。获得变电站过电压的实测数据的重要性体现在三个方面：①标准波形下的冲击电压(包括雷电与操作)试验是现阶段衡量电气设备绝缘水平的重要依据；②变电站过电压是我国变电站内绝缘配合的基础。这意味着，如果试验用的标准波形与变电站内实际的过电压波形不一致，则相应的试验规程与绝缘配合结果可能都需要随之有所调整；③过电压波形是过电压导致设备故障分析的基础。

目前，研究及工程人员采用标准雷电波、标准操作波代替设备实际承受的冲击电压波形，作为试验波形，进行试验。用250s/2500s的标准操作冲击电压的试验结果做绝缘配合可能带来两个后果：若250s确实是间隙的临界波前时间，而实际过电压波头远长于250s，采用标准操作波的试验结果可能导致绝缘配合的裕度过大，经济性差；若250s不是间隙的临界波前时间，则在某种波头的操作波作用下，间隙的击穿电压更低，导致绝缘配合的安全性降低。所以，获取正确的过电压波形，对绝缘配合的经济性与安全性都有根本性意义。

所以如何获得大量实测数据，得到实测过电压波形特征，对于指导电力设备的试验规程与绝缘配合导则的修订，和提升绝缘配合的经济性与系统运行的安全性有着十分重要的意义。

目前在利用光学电场传感器进行三相电力系统的过电压测量中，由于安全问题，传感器往往放置于距离输电线路导线较远处，使得传感器的测量结果收到非测量相电压的极大干扰。需通过三相解耦的方式去除其余相的影响，操作过程复杂，且精度不高。因此采用合理的安装方式，消除或减弱其余相电压的干扰问题，是极大提高传感器测量精度的手段。

发明内容

本发明的目的是为解决已有技术存在的问题，提出一种用于过电压测量的全光学过电压传感器的安装组件，根据已有的全光学电场传感器，通过本组件将传感器固定在输电线路上，实现过电压的监测。本发明组件能够将传感器长期固定在输电线上，用于长期监测，实现传感器测量装置与电力系统的非电气连接，增加了测量的安全性，同时很大程度上削弱了非测量相对测量的影响。

本发明提出的一种全光学过电压传感器的安装组件，其特征在于，该安装组件包括：传感器固定外壳、输电导线拓展套管、PVC软管及套在该软管内的保偏光纤跳线、内设有保偏光纤的光纤绝缘子及其连接金具；其中，输电导线拓展套管套固在输电导线外，传感器固定外壳内安装传感器，传感器固定外壳套固在输电导线拓展套管外；PVC软管两端分别与传感器固定外壳以及光纤绝缘子相连，PVC软管内的保偏光纤跳线两端分别与传感器的尾纤、光纤绝缘子内设的保偏光纤相连，光纤绝缘子通过连接金具与导线相连，悬挂在导线下方，光纤绝缘子内套的保偏光纤另一端连接至控制室内。

所述传感器固定外壳为两端中心开有半圆孔的两块半圆柱结构，二者连接处通过螺栓合并为一个圆柱体，或为一个两端为图锥体中间为圆柱体的结构；外壳内壁下侧设有凹槽，用于固定传感器，内壁凹槽两侧面有开口，在外壳圆锥体部分的内壁还开有安装法兰的光纤接口。

所述输电导线扩展套管为两块半圆柱结构，二者采用卡簧固定在一起，成为圆柱型结构；固定在导线上；该扩展套管内壁与导线过盈配合；该套管起到将导线的直径增大，表面电场减小的作用，从而消除电晕放电。

本发明提出的一种全光学过电压传感器的安装组件，其优点有：

本发明中的输电导线拓展套管，可扩展导线半径，减小表面电场，防止电晕对电场的测量。

本发明中的固定外壳不含金属成分，极大地减小了测量单元对待测电场的畸变。

本发明中的光纤绝缘子，有效的提高了光纤的绝缘强度，提高了测量的安全性。

本发明的安装方法中，可便传感器位于距离导线中心7‐8cm的位置，相对于测量相的电场影响，其余无关相的电场影响很小，在测量中可忽落不计，从而消除了空间电场耦合的问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种输电线路上的全光学过电压传感器的安装组件的结构示意图。

图1中，1是输电线路导线，2是传感器固定外壳，3导线拓展套管，4是光学电场传感器，5是通风漏水口，6是法兰，7是保偏跳线，8是PVC软管，9是绝缘光纤，10是保偏光纤，11是保偏光纤，12是光纤绝缘子连接金具。

具体实施方式

本发明提出的一种全光学过电压传感器的安装组件，其实施例结构如图1所示，包括：传感器固定外壳2、输电导线拓展套管3、PVC软管8及套在该软管内的保偏光纤跳线7、内设有保偏光纤10的光纤绝缘子9及其连接金具12；其中，输电导线拓展套管套固在输电导线外，传感器固定外壳内安装传感器，传感器固定外壳1套固在输电导线拓展套管外；PVC软管8两端分别与传感器固定外壳2以及光纤绝缘子9相连，PVC软管内的保偏光纤跳线7两端分别与传感器的尾纤、光纤绝缘子内设的保偏光纤10相连。。

本实施例的各器件具体实现方式及连接关系说明如下：

传感器固定外壳2，为两端中心开有半圆孔的两块半圆柱结构，二者连接处通过螺栓合并为一个圆柱体，也可为一个两端为图锥体中间为圆柱体结构，如图1所示，套在输电线路的导线1上，利用二者连接处的螺栓进行固定，以免在导线上移动。外壳2内壁下侧设有凹槽，用于固定传感器4。(由于外壳与导线连接处难以实现完全的密封，下雨时可能有水进入装置内。另外由于输电线路的导线中通有电流，会持续发热，装置如果采用密封设计，会导致传感器的温度过高，从而造成测量误差，因此)内壁凹槽两侧面有开口5，主要用于通风与漏水，此外，在外壳圆锥体部分的内壁还开有安装法兰6的光纤接口。传感器4放置在外壳凹槽中，放置在与导线中心相距7‐8cm的位置(即外壳的内圆半径为传感器厚度+7‐8cm)，传感器由于与此相导线距离近，因此受到其余相电场的影响相对于此相而言，可忽落不计，从而测得的电场波形无需进行三相解耦。

输电导线扩展套管3，该扩展套管结构为两块半圆柱结构，二者采用卡簧固定在一起，成为圆柱型结构，套在导线上(由于导线表面的粗糙度，在高压导线上，会出现电晕放电，影响测量。因此在固定外壳内部的导线上，先将输电导线扩展套管3固定在导线上。内壁与导线过盈配合)。套管采用铝合金制作并进行抛光处理，表面光滑，同时该套管起到将导线的直径增大，表面电场减小的作用，从而消除电晕放电。(由于金属螺栓结构的尖锐部分会导致空间电场畸变，出现放电现象，影响传感器的测量，因此，扩展套管两部分采用卡簧进行固定)。

光纤绝缘子9通过连接金具12与导线1相连，悬挂在导线1下方。光纤绝缘子9内套有保偏光纤10；

PVC软管8内套有保偏光纤跳线7，用以保护内部的保偏光纤跳线。传感器尾纤与保偏跳线通过固定在外壳光纤接口处的法兰6相连接，PVC软管8两侧分别与传感器固定外壳2以及光纤绝缘子9相连，通过固定在连接处的软管接头连接和固定。

保偏跳线的另一端通过光纤绝缘子上端的接口同光纤绝缘子内部的保偏光纤10连接，内部的光纤从光纤绝缘子下端接出，与另两段保偏光纤11相连，并连接至控制室内。

本发明提出的一种全光学过电压传感器的安装组件，其优点有：

本发明中的输电导线拓展套管，可扩展导线半径，保证表面光滑，减小表面附近电场，防止产生电晕，从而影响电场的测量。

本发明中的传感器固定外壳不含金属成分，极大地减小了测量单元对待测电场造成的畸变，并对传感器起到保护作用，放置雨水打湿传感器，造成测量误差。

本发明中的光纤绝缘子，有效的提高了光纤的绝缘强度，提高了测量的安全性。由于输电线路上固定光纤绝缘子的金具可能会影响空间电场分布。所以绝缘子与传感器保持足够的距离，二者之间用PVC管以及跳线连接。

本发明的安装方法中，传感器位于距离导线中心7‐8cm的位置，相对于测量相的电场影响，其余无关相的电压影响很小，在测量中可忽落不计，从而消除了空间电场耦合的问题。

Claims (3)

1.一种全光学过电压传感器的安装组件，其特征在于，该安装组件包括：传感器固定外壳、输电导线拓展套管、PVC软管及套在该软管内的保偏光纤跳线、内设有保偏光纤的光纤绝缘子及其连接金具；其中，输电导线拓展套管套固在输电导线外，传感器固定外壳内安装传感器，传感器固定外壳套固在输电导线拓展套管外；PVC软管两端分别与传感器固定外壳以及光纤绝缘子相连，PVC软管内的保偏光纤跳线两端分别与传感器的尾纤、光纤绝缘子内设的保偏光纤相连，光纤绝缘子通过连接金具与导线相连，悬挂在导线下方，光纤绝缘子内套的保偏光纤另一端连接至控制室内。

2.如权利要求1所述组件，其特征在于，所述传感器固定外壳为两端中心开有半圆孔的两块半圆柱结构，二者连接处通过螺栓合并为一个圆柱体，或为一个两端为图锥体中间为圆柱体的结构；外壳内壁下侧设有凹槽，用于固定传感器，内壁凹槽两侧面有开口，用于通风与漏水，在外壳圆锥体部分的内壁还开有安装法兰的光纤接口。

3.如权利要求1或2所述组件，其特征在于，所述输电导线扩展套管为两块半圆柱结构，二者采用卡簧固定在一起，成为圆柱型结构；固定在导线上；该扩展套管内壁与导线过盈配合；该套管起到将导线的直径增大，表面电场减小的作用，从而消除电晕放电。