CN111089998B - 一种新型复合内锥式光学电压互感器 - Google Patents

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Abstract

一种新型复合内锥式光学电压互感器，采用内锥式传感单元(1)，将光学传感晶体(11)放置于盆体(10)内保证屏蔽效果，同时采用一体式浇注内嵌电极(5)及环氧树脂绝缘体(7)连接的结构，提高了结构强度及绝缘强度，设计结构简单，选取的元器件体积小、重量轻、成本低，消除了传统绝缘子应用方式中污秽条件下的外绝缘问题，降低了安全隐患。

Description

一种新型复合内锥式光学电压互感器
技术领域
本发明涉及一种新型复合内锥式光学电压互感器，属于高压电力领域。
背景技术
高压电力互感器是为电力系统提供用于计量、控制和继电保护的必要设备。光学电压互感器在诸方面展示出了比传统电压互感器的优势，比如光学电压互感器为非介入传感测量方式，实现了彻底的光电隔离、频率响应宽，动态范围大、无磁饱和、轻便易于安装等，因此，光学电压互感器在电力系统中的应用备受重视。
目前在中低压输配电及牵引变电站使用的电压互感器多为电磁感应应用方式，存在体积大、重量大、安装维护困难等问题，为充分发挥光学电压互感器自身优势，需要研制一种更加小巧灵活、安全便利的传感单元结构方式。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统电磁感应电压互感器体积、重量较大，安装维护困难且集成度低的问题，提出了一种新型复合内锥式光学电压互感器。
本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
一种新型复合内锥式光学电压互感器，包括内锥式传感单元、光缆、解调单元，所述内锥式传感单元接收高压电后于内部产生电场，自测电场强度后通过光缆与解调单元相连，并将电场参数传送至解调单元进行光学信号解调以获取电压值，其中：
所述内锥式传感单元包括受电端头、内嵌电极、复合应力锥、环氧树脂绝缘体、安装法兰、盆体、传感晶体、航空插头，所述环氧树脂绝缘体为顶端开口圆筒型结构，内嵌电极设置于环氧树脂绝缘体内，环形结构的复合应力锥设置于环氧树脂绝缘体边缘端面上且紧贴内嵌电极外侧安装，并通过接收高压电的受电端头压紧，安装法兰中心位置设置有安装圆孔，环氧树脂绝缘体穿过安装圆孔并通过紧固螺钉连接于安装法兰底面，所述盆体通过紧固螺钉连接于安装法兰底面，盆体底面设置有用于测量电场强度的传感晶体。
所述内嵌电极为圆柱体结构，环氧树脂绝缘体、内嵌电极一体浇注成型。
所述复合应力锥套装于内嵌电极上端，并通过受电端头以螺纹紧固方式与内嵌电极、环氧树脂绝缘体共同压紧。
所述复合应力锥选用硅橡胶复合材料，所述环氧树脂绝缘体采用环氧树脂材料。
还包括航空插头，与光缆对接的航空插头设置于盆体侧面，传感晶体与光缆一端相连，并通过航空插头连接至解调单元。
所述环氧树脂绝缘体与安装法兰通过三个紧固螺钉均布于环氧树脂绝缘体外侧与安装法兰底面连接处。
所述环氧树脂绝缘体与安装法兰底面的连接处通过第二密封圈密封，环氧树脂绝缘体与安装法兰顶面的连接处通过第一密封圈密封。
所述安装法兰、盆体、内嵌电极、受电端头均为铝合金材质。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明提供的一种新型复合内锥式光学电压互感器，采用内锥式传感单元，将光学传感晶体放置于盆体内保证屏蔽效果，同时在外部高压母线与光学电压传感单元之间无需支撑绝缘子，设计结构简单，消除了传统绝缘子应用方式中污秽条件下的外绝缘问题，降低了安全隐患，并实现了元器件间的密闭式接触方式，降低了外部环境的影响，降低了绝缘隐患；
(2)本发明采用一体式浇注内嵌电极及环氧树脂绝缘体连接的结构，提高了结构强度及绝缘强度，同时选取的元器件体积小、重量轻、成本低，整体结构应用方式灵活，安装简单，维护方便。
附图说明
图1为发明提供的内锥式光学电压互感器结构图；
图2为发明提供的内锥式光学电压互感器原理图；
具体实施方式
一种新型复合内锥式光学电压互感器，如图2所示，主要包括内锥式传感单元1、光缆2、解调单元3，外部高压电由内锥式传感单元1接收后，内锥式传感单元1于内部产生电场，自测电场强度后通过光缆2与解调单元3相连，并将电场参数传送至解调单元3进行光学信号解调以获取电压值，在内锥式传感单元1中：
如图1所示，包括受电端头4、内嵌电极5、复合应力锥6、环氧树脂绝缘体7、安装法兰8、第一紧固螺钉9、盆体10、传感晶体11、密封圈112、密封圈213、第二紧固螺钉14、航空插头15，环氧树脂绝缘体7为顶端开口圆筒型结构，圆柱体结构的内嵌电极5设置于环氧树脂绝缘体7内，内嵌电极5、环氧树脂绝缘体7为一体浇注成型，环形结构的复合应力锥6设置于环氧树脂绝缘体7边缘端面上方，同时套紧于内嵌电极5外侧，此时接收高压电的受电端头4设置于内嵌电极5上，并将内嵌电极5、复合应力锥6、环氧树脂绝缘体7共同压紧固定；
安装法兰8中心位置设置有安装圆孔，环氧树脂绝缘体7上半部分穿过该安装圆孔，在安装法兰8底面与环氧树脂绝缘体7连接处分别均布三个第二紧固螺钉14固定连接，同时，盆体10通过第一紧固螺钉连接于安装法兰8底面，盆体10底面设置有用于测量电场强度的传感晶体11，与光缆2对接的航空插头15设置于盆体10侧面，传感晶体11与光缆2一端相连，并通过航空插头15连接至解调单元3。
其中，环氧树脂绝缘体7与安装法兰8底面的连接处通过第二密封圈13密封，环氧树脂绝缘体7与安装法兰8顶面的连接处通过第一密封圈12密封。
所述安装法兰8、盆体10、内嵌电极5、受电端头4均为铝合金材质。
下面结合具体实施例进行进一步说明：
在本实施例中，复合应力锥6采用硅橡胶复合材料，具有较高的表面光洁度，安装法兰8边缘及其中间位置开口尺寸及固定方式视具体项目技术要求而定。中间位置的开孔为D85，受电端头4、内嵌电极5均为铝合金材料，内嵌电极5与环氧树脂绝缘体7一体式浇注成型，复合应力锥6套装于内嵌电极5上半部分环氧树脂绝缘体7端面上方，受电端头4通过螺纹连接的方式安装于内嵌电极5顶端并将复合应力锥6进行压紧；环氧树脂绝缘体7通过第二紧固螺钉14与安装法兰8进行连接，接触面通过密封圈213进行密封；盆体10与安装法兰8之间通过第一紧固螺钉9进行紧固连接，传感晶体11放置于盆体10底部中央位置；传感晶体11所连接光缆2通过安装于盆体10上的航空插头15连接至解调单元3，实现光学信号的传感与解调，此时内嵌电极5作为高压电极，盆体10作为地电极，共同产生电场，再通过传感晶体11测量电场强度，并将数据信息等通过光缆2传输至解调单元3进行光学信号的传感与解调。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：包括内锥式传感单元(1)、光缆(2)、解调单元(3)，所述内锥式传感单元(1)接收高压电后于内部产生电场，自测电场强度后通过光缆(2)与解调单元(3)相连，并将电场参数传送至解调单元(3)进行光学信号解调以获取电压值，其中：
所述内锥式传感单元(1)包括受电端头(4)、内嵌电极(5)、复合应力锥(6)、环氧树脂绝缘体(7)、安装法兰(8)、盆体(10)、传感晶体(11)、航空插头(15)，所述环氧树脂绝缘体(7)为顶端开口圆筒型结构，内嵌电极(5)设置于环氧树脂绝缘体(7)内，环形结构的复合应力锥(6)设置于环氧树脂绝缘体(7)边缘端面上且紧贴内嵌电极(5)外侧安装，并通过接收高压电的受电端头(4)压紧，安装法兰(8)中心位置设置有安装圆孔，环氧树脂绝缘体(7)穿过安装圆孔并通过紧固螺钉连接于安装法兰(8)底面，所述盆体(10)通过紧固螺钉连接于安装法兰(8)底面，盆体(10)底面设置有用于测量电场强度的传感晶体(11)。
2.根据权利要求1所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：所述内嵌电极(5)为圆柱体结构，环氧树脂绝缘体(7)、内嵌电极(5)一体浇注成型。
3.根据权利要求1所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：所述复合应力锥(6)套装于内嵌电极(5)上端，并通过受电端头(4)以螺纹紧固方式与内嵌电极(5)、环氧树脂绝缘体(7)共同压紧。
4.根据权利要求3所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：所述复合应力锥(6)选用硅橡胶复合材料，所述环氧树脂绝缘体(7)采用环氧树脂材料。
5.根据权利要求1所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：还包括航空插头(15)，与光缆(2)对接的航空插头(15)设置于盆体(10)侧面，传感晶体(11)与光缆(2)一端相连，并通过航空插头(15)连接至解调单元(3)。
6.根据权利要求1所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：所述环氧树脂绝缘体(7)与安装法兰(8)通过三个紧固螺钉均布于环氧树脂绝缘体(7)外侧与安装法兰(8)底面连接处。
7.根据权利要求6所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：所述环氧树脂绝缘体(7)与安装法兰(8)底面的连接处通过第二密封圈(13)密封，环氧树脂绝缘体(7)与安装法兰(8)顶面的连接处通过第一密封圈(12)密封。
8.根据权利要求1所述的一种新型复合内锥式光学电压互感器，其特征在于：所述安装法兰(8)、盆体(10)、内嵌电极(5)、受电端头(4)均为铝合金材质。
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