CN112763782A - 全光纤电流互感器传感环 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及全光纤电流互感器传感环。全光纤电流互感器传感环包括外壳和设置在外壳内的光纤，在外壳内固定有保温层和光纤安装层，光纤安装层对光纤提供支撑固定的作用，保温层对光纤起到保温的作用，当温度快速变化时，使热量缓慢的穿过保温层，在光纤安装层的热交换时间长，使传感光纤各个位置的温度变化慢且接近一致，使温度变化对传感光纤的影响小。解决了在温度骤升骤降的环境下，由于温度变化速度较快，测量结果精度较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及全光纤电流互感器传感环。
背景技术
全光纤电流互感器精度较高，在GIS设备中应用前景较好。但是全光纤电流互感器受温度影响较大，通常需要对测量结果根据温度进行补偿，例如授权公告号为CN106324323B的中国专利公开了一种全光纤电流互感器及其电流测量方法。但是在温度骤升骤降的环境下，由于温度变化速度较快，测量结果精度较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全光纤电流互感器传感环，用于解决目前的电流互感器测量结果精度较差的技术问题。
本发明的全光纤电流互感器传感环采用如下技术方案：
全光纤电流互感器传感环，包括外壳和设置在外壳内的光纤，其特征在于，外壳包括：
壳体，具有壳体内腔；
保温层，固定在壳体内腔腔壁上；
光纤安装层，设置在保温层内侧，形成有固定光纤的光纤安装槽；
光纤安装层的膨胀系数与光纤膨胀系数的差值小于保温层膨胀系数与光纤膨胀系数的差值。
其有益效果在于：光纤安装层对光纤提供支撑固定的作用，保温层对光纤起到保温的作用，当温度快速变化时，使热量缓慢的穿过保温层，在光纤安装层的热交换时间长，使温度变化对传感光纤的影响小。让全光纤电流测量装置能够应对恶劣环境的影响，全光纤电流互感器产品稳定性更好，解决了在温度骤升骤降的环境下，由于温度变化速度较快，测量结果精度较差的问题。
进一步的，壳体包括上盖和下盖，保温层包括处于上盖上的上盖保温层和处于下盖上的下盖保温层，上盖与下盖可拆连接。
其有益效果在于：将壳体和壳体内部的保温层分为上下两部分，对于内部光纤安装层和光纤的安装更加便捷。
进一步的，光纤安装层包括处于上盖上的上盖光纤安装层和处于下盖上的下盖光纤安装层。
其有益效果在于：对安装在光纤保温层内的光纤起到支持和固定的作用，且上下分开，对光纤的安装更加方便。
进一步的，上盖保温层与下盖保温层对称设置。
其有益效果在于：上下的保温层对称，厚度一致，当温度变化时，使光纤各个位置温度变化接近一致。
进一步的，上盖与下盖通过螺栓固定。
其有益效果在于：上盖和下盖通过螺栓进行固定，在需要打开或者安装时较为方便。
进一步的，保温层的导热系数小于光纤安装层的导热系数。
其有益效果在于：在温度变化快速的情况下，保温材料对于内部光纤起到一定的温度减缓的作用，保温层导热系数更小，温度传导更慢，使保温层内部温度变化更小。
进一步的，光纤安装层由聚四氟乙烯或者环氧树脂制成，所述保温层由矿棉或者聚氨酯材料制成。
其有益效果在于：保温层采用导热系数极小的的材料，对内部起到保温作用，光纤安装层采用温度传递系数适中或较小，且膨胀系数与传感光纤接近的材料，在起到一定温度调节的作用下，对光纤起到安装和固定作用。
进一步的，光纤粘接固定在光纤安装层上，保温层粘接固定在壳体上，光纤安装层粘接在保温层上。
其有益效果在于：互相之间粘接固定，使整个全光纤电流互感器传感环的结构更加牢固。
进一步的，光纤包括传感光纤、保偏光纤和测温光纤。
附图说明
图1是本发明全光纤电流互感器传感环实施例1中全光纤电流互感器传感环剖面示意图；
图2是本发明全光纤电流互感器传感环实施例1中全光纤电流互感器传感环安装前的局部剖视图；
图3是本发明全光纤电流互感器传感环实施例1中现有技术中传感环与本实施例中传感环的温升曲线对比图；
图中：1、全光纤电流互感器传感环；2、外壳；21、壳体；211、上盖；212、下盖；213、螺栓孔；22、保温层；221、上盖保温层；222、下盖保温层；23、光纤安装层；231、上盖光纤安装层；232、下盖光纤安装层；233、光纤安装槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为假定的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明全光纤电流互感器传感环的具体实施例1：
如图1和图2所示，全光纤电流互感器传感环1包括外壳2和设置在外壳2内的光纤。光纤包括传感光纤、保偏光纤和测温光纤三种。
如图1所示，外壳2包括壳体21、保温层22和设置在保温层内侧的光纤安装层23。
壳体21包括上盖211和下盖212，上盖211和下盖212之间可拆连接，且对称设置，上盖211和下盖212之间有螺栓孔213，通过螺栓进行固定。
保温层22通过粘接固定的方式固定在壳体21内腔腔壁上，保温层22包括处于上盖211上的上盖保温层221和处于下盖212上的下盖保温层222，与壳体21类似，上盖保温层221与下盖保温层222对称设置。保温层22主要采取导热系数极小的保温材料，在本实施例中，保温层22采用的材料具体为矿棉。
光纤安装层23通过粘接固定的方式固定在保温层22的内侧，光纤安装层23包括处于上盖211上的上盖光纤安装层231和处于下盖212上的下盖光纤安装层232，光纤安装层23上形成有固定光纤的光纤安装槽233，光纤通过粘接固定的方式固定在光纤安装层23的光纤安装槽233内，与壳体21类似，光纤安装层23的上盖光纤安装层231和下盖光纤安装层232对称设置。光纤安装层23主要采用温度传递系数适中，且膨胀系数与光纤接近的保温材料，在本实施例中，光纤安装层23采用的具体材料为环氧树脂。
壳体21、保温层22和光纤安装层23均分为对称的上下两部分，壳体21上有供螺栓通过的螺栓孔，通过螺栓固定的方式将壳体21的上下部分固定在一起，保温层22粘接在壳体21内腔腔壁上，光纤安装层23粘接在保温层22的内侧，通过壳体21上下部分的连接，将保温层22和光纤安装层23的上下部分也加以固定。光纤粘接固定在光纤安装层23的光纤安装槽233内，每一部分互相之间粘接固定，使整个全光纤电流互感器传感环1的结构更加牢固。光纤安装槽233设置三个，其中一个安装保偏光纤和测温光纤，另外两个安装传感光纤，需要光纤从一个光纤安装槽进入另一个光纤安装槽时，在两个光纤安装槽的槽壁上设置开口即可。
保温层22和光纤安装层23均由保温材料制成，保温层22的导热系数小于光纤安装层23的导热系数，保温层22的导热系数极小，当外界温差发生改变时，温度传导效率极低，使热量缓慢的传入保温层内，不容易对保温层22内部产生影响，光纤安装层23的导热系数适中，热量的传导在光纤安装层23的热交换时间长，使光纤上各个位置的温度变化接近一致。保温层22和光纤安装层23使位于内部的光纤整体升温过程时间长，传感光纤温度变化慢，对测温光纤测出温度影响较小。
光纤安装层23的膨胀系数与光纤膨胀系数的差值小于保温层22膨胀系数与光纤膨胀系数的差值，光纤安装层23的膨胀系数与光纤接近，在温度变化时，光纤安装层23与光纤形变大小相差不多，主要对光纤起到一定的支撑和固定的作用，防止保温层22受温度的影响形变较大，拉扯光纤，减短全光纤电流互感器传感环1的使用寿命。
在使用过程中，将壳体21、保温层22和光纤安装层23的上下部分分别粘接好，将光纤粘接在光纤安装层23的下盖光纤安装层232上的光纤安装槽233内，在光纤上层涂上粘接剂，将壳体2整个上部分安装在下部分上，用螺栓进行上下部分的固定连接。
如图3所示，在相同的升温条件下现有技术中传感环中光纤温度变化曲线与本实施例中传感环中光纤的温度变化曲线，以高低温试验箱较快变温过程进行试验，约2°C/min的速度升温。可以发现，现有技术中传感环中光纤温度变化速度不均衡，对误差影响较大；本实施例中的传感环中光纤整体升温过程时间长，传感光纤温度变化慢，对传感光纤的影响小。在保温层22和光纤安装层23的作用下，可以有效的控制在温度变化大的时候，全光纤电流互感器传感环1内部的光纤的温度缓升缓降，保证全光纤电流互感器传感环1的长期运行以及可靠性。
本发明全光纤电流互感器传感环的具体实施例2：
与上述实施例1中全光纤电流互感器传感环的区别仅在于，外壳的上盖和下盖之间采用卡扣的方式进行连接。在其他实施例中，也可以采用粘接或者铆钉连接等方式进行固定连接。
本发明全光纤电流互感器传感环的具体实施例3：
与上述实施例1中全光纤电流互感器传感环的区别仅在于，保温层可以采用聚氨酯材料制成。在其他实施例中，光纤安装层可以采用聚四氟乙烯材料制成。在其他实施例中，保温层采用聚氨酯材料制成，光纤安装层采用聚四氟乙烯材料制成。
本发明全光纤电流互感器传感环的具体实施例4：
与上述实施例1中全光纤电流互感器传感环的区别仅在于，光纤通过灌胶封装在光纤安装槽内。
本发明全光纤电流互感器传感环的具体实施例5：
与上述实施例1中全光纤电流互感器传感环的区别仅在于，本实施例中壳体的上盖为平板盖。其他实施例中，上盖也可以是对半式结构。
本发明全光纤电流互感器传感环的具体实施例6：
与上述实施例1中全光纤电流互感器传感环的区别仅在于，保温层的导热系数与光纤安装层的导热系数一致。其他实施例中，保温层的导热系数可以大于光纤安装层的导热系数。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.全光纤电流互感器传感环，包括外壳和设置在外壳内的光纤，其特征在于，外壳包括：
壳体，具有壳体内腔；
保温层，固定在壳体内腔腔壁上；
光纤安装层，设置在保温层内侧，形成有固定光纤的光纤安装槽；
光纤安装层的膨胀系数与光纤膨胀系数的差值小于保温层膨胀系数与光纤膨胀系数的差值。
2.根据权利要求1所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述壳体包括上盖和下盖，保温层包括处于上盖上的上盖保温层和处于下盖上的下盖保温层，上盖与下盖可拆连接。
3.根据权利要求2所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述光纤安装层包括处于上盖上的上盖光纤安装层和处于下盖上的下盖光纤安装层。
4.根据权利要求2所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述上盖保温层与下盖保温层对称设置。
5.根据权利要求2所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述上盖与下盖通过螺栓固定。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述光纤粘接固定在光纤安装层。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，保温层的导热系数小于光纤安装层的导热系数。
8.根据权利要求7所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述光纤安装层由聚四氟乙烯或者环氧树脂制成，所述保温层由矿棉或者聚氨酯材料制成。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述保温层粘接固定在壳体上，光纤安装层粘接在保温层上。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的全光纤电流互感器传感环，其特征在于，所述光纤包括传感光纤、保偏光纤和测温光纤。
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Application publication date: 20210507 |
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