CN116449070A - 一种光学互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学互感器，包括互感器本体和密封端子组件，互感器本体位于设备内部，互感器本体上设置有中心孔，设备内部的被测导体从中心孔穿过，以检测该被测导体的电流信号；密封端子组件安装在设备的外壁上，互感器本体的保偏光纤从密封端子组件上伸出，将所测得的电流信号从设备内部引出。本发明能够有效地对密封设备内的被测导体进行电流信号的测量，并将所测得的电流信号从密封设备中引出，此过程并不会造成密封设备密封失效的问题，实现了光学互感器在密封环境中应用的可行性。

Description

一种光学互感器

技术领域

本发明属于光纤传感器技术领域，具体涉及一种光学互感器。

背景技术

光纤电流传感器因为采用光纤作为传感介质，所以在绝缘性、抗电磁干扰、可靠性等方面比传统的电磁式电流传感器有很大的优势。而且它不含交流线圈，不存在开路危险，体积小、重量轻、成本低、安装方便，因此作为传统电磁式电流传感器的换代产品，近年来备受国内外研究人员的重视。

现有的光纤电流传感器多采用保偏光纤作为信号传输电缆，主要是由于其具有独特的光学保偏特性。但是针对充满液体的密封设备，此类光纤电流传感器因无法采用转接板通过插头的方式从密封环境中引出，若保偏光纤直接从密封设备中穿出，则极易造成密封设备的密封失效，限制了该光纤电流传感器在有密封要求设备上的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学互感器，以解决其无法适用于密封设备上的问题。

本发明的一种光学互感器是这样实现的：

一种光学互感器，包括

互感器本体，其位于设备内部，所述互感器本体上设置有中心孔，设备内部的被测导体从所述中心孔穿过，以检测该被测导体的电流信号；

密封端子组件，其安装在设备的外壁上，所述互感器本体的保偏光纤从所述密封端子组件上伸出，将所测得的电流信号从设备内部引出。

进一步的，所述互感器本体内设置有密封的腔室Ⅰ和腔室Ⅱ，所述腔室Ⅰ内设置有多圈光纤传感环，其与位于所述腔室Ⅱ内的保偏光纤相连，所述保偏光纤从所述腔室Ⅱ伸出并延伸至所述密封端子组件处且从所述密封端子组件上引出。

进一步的，所述互感器本体包括环形骨架、安装在所述环形骨架外部的外壳，以及安装在所述外壳一端的端盖板，所述腔室Ⅰ位于所述环形骨架与所述外壳之间，所述腔室Ⅱ位于环形骨架、端盖板和外壳之间。

进一步的，所述环形骨架的外环面上设置有环形凹槽，所述外壳的后端设置有遮挡在所述环形骨架后端的端板，所述环形凹槽的前侧设置凸环，所述环形凹槽的空间形成腔室Ⅰ；

所述凸环上设置有出线孔Ⅰ。

进一步的，所述腔室Ⅰ内填充有防护胶，所述凸环上设置有灌胶孔。

进一步的，所述腔室Ⅱ位于所述凸环、端盖板和外壳之间；

所述端盖板上设置有出线孔Ⅱ。

进一步的，所述腔室Ⅱ内填充有密封胶，所述端盖板上设置有注胶孔。

进一步的，所述环形骨架的前端外环面设置有嵌槽，所述端盖板的内圈设置有与所述嵌槽配合的凸板。

进一步的，所述密封端子组件包括底座板，以及可拆卸安装在所述底座板上的上盖板，所述底座板和上盖板上设置有对应的过线孔，所述保偏光纤依次从所述底座板和上盖板上的过线孔中穿过。

进一步的，所述底座板上设置有装配槽，所述上盖板的底部设置有配合在所述装配槽内的导向凸台；

所述装配槽内过线孔所在的位置设置有锥形槽，所述锥形槽内安装有锥形密封套，所述保偏光纤从所述锥形密封套内穿过；

所述锥形密封套的上端从所述锥形槽内伸出；

所述锥形密封套的底部填充有密封胶。

采用了上述技术方案后，本发明具有的有益效果为：

本发明通过互感器本体与密封端子组件的配合，能够有效地对密封设备内的被测导体进行电流信号的测量，并将所测得的电流信号从密封设备中引出，此过程并不会造成密封设备密封失效的问题，实现了光学互感器在密封环境中应用的可行性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明优选实施例的光学互感器的安装示意图；

图2是本发明优选实施例的光学互感器的互感器本体的结构图；

图3是本发明优选实施例的光学互感器的互感器本体的剖面图；

图4是本发明优选实施例的光学互感器的环形骨架的结构图；

图5是本发明优选实施例的光学互感器的环形骨架的剖面图；

图6是本发明优选实施例的光学互感器的密封端子组件的结构图；

图7是本发明优选实施例的光学互感器的密封端子组件的剖面图；

图中：互感器本体1，中心孔11，保偏光纤12，腔室Ⅰ13，腔室Ⅱ14，光纤传感环15，环形骨架16，外壳17，端盖板18，环形凹槽19，端板110，凸环111，密封环槽Ⅰ112，密封圈Ⅰ113，出线孔Ⅰ114，灌胶孔115，出线孔Ⅱ116，注胶孔117，嵌槽118，凸板119，外螺纹120，密封端子组件2，底座板21，上盖板22，安装孔Ⅰ23，螺钉孔24，安装孔Ⅱ25，过线孔Ⅰ26，过线孔Ⅱ27，密封环槽Ⅱ28，密封圈Ⅱ29，装配槽210，导向凸台211，锥形槽212，锥形密封套213，设备3，被测导体31。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种光学互感器，包括互感器本体1和密封端子组件2，互感器本体1位于设备3内部，互感器本体1上设置有中心孔11，设备3内部的被测导体31从中心孔11穿过，以检测该被测导体31的电流信号；密封端子组件2安装在设备3的外壁上，互感器本体1的保偏光纤12从密封端子组件2上伸出，将所测得的电流信号从设备3内部引出。

针对内部充满液体的密封设备3，互感器本体1安装在设备3内部，用于测量被测导体31上的电流信号，而密封端子组件2则安装在设备3的外壁上，互感器本体1上用于信号传输的保偏光纤12从互感器本体1延伸至密封端子组件2并从密封端子组件2上引出，即可从设备3外部得到被测导体31的电流信号。在此过程中，由于密封端子组件2的设置，设备3不会存在密封失效的问题。

为了实现对被测导体31电流信号的测量，并将该电流信号传输至设备3外部，互感器本体1内设置有密封的腔室Ⅰ13和腔室Ⅱ14，腔室Ⅰ13内设置有多圈光纤传感环15，其与位于腔室Ⅱ14内的保偏光纤12相连，保偏光纤12从腔室Ⅱ14伸出并延伸至密封端子组件2处且从密封端子组件2上引出。

被测导体31从互感器本体1的中心孔11中穿过，光纤传感环15用于测量被测导体31的电流信号，继而电流信号通过保偏光纤12从设备3内引出。

为了能够形成腔室Ⅰ13和腔室Ⅱ14，以便于放置光纤传感环15以及保偏光纤12，互感器本体1包括环形骨架16、安装在环形骨架16外部的外壳17，以及安装在外壳17一端的端盖板18，腔室Ⅰ13位于环形骨架16与外壳17之间，腔室Ⅱ14位于环形骨架16、端盖板18和外壳17之间。

为了能够形成密封的腔室Ⅰ13，环形骨架16的外环面上设置有环形凹槽19，外壳17的后端设置有遮挡在环形骨架16后端的端板110，环形凹槽19的前侧设置凸环111，环形凹槽19的空间形成腔室Ⅰ13。

在本实施例中，环形凹槽19设置有两个，光纤传感环15安装在两个环形凹槽19内。

光纤传感环15可以根据被测电流的大小、精度选择其圈数。

优选的，环形骨架16的后端设置有密封环槽Ⅰ112，密封环槽Ⅰ112内安装有密封圈Ⅰ113，以实现端板110与环形骨架16之间的密封，保证腔室Ⅰ13的密封性，避免设备3内的液体进入腔室Ⅰ13内对光纤传感环15造成腐蚀。

优选的，凸环111的外圈向前延伸，且凸环111的外环面上设置有外螺纹120，外壳17的内环面上设置有内螺纹，凸环111与外壳17通过螺纹连接。

为了实现光纤传感环15与保偏光纤12的连接，凸环111上设置有出线孔Ⅰ114。

光纤传感环15的端部从出线孔Ⅰ114中伸出，与位于腔室Ⅱ14内的保偏光纤12相连，以实现所测得的电流信号的传输。

为了实现对光纤传感环15的保护，腔室Ⅰ13内填充有防护胶，凸环111上设置有灌胶孔115。

灌胶孔115的设置，能够便于将防护胶灌入腔室Ⅰ13内，以实现对光纤传感环15的保护。并且在灌胶完成后需要对灌胶孔115进行封口。

优选的，灌胶孔115设置有两个，一个用于灌胶，一个用于排气。

为了形成腔室Ⅱ14，腔室Ⅱ14位于凸环111、端盖板18和外壳17之间。

腔室Ⅱ14位于凸环111的前侧、外壳17的内侧以及端盖板18的后侧，以形成密封的空间结构用于容纳保偏光纤12。

为了能够将腔室Ⅱ14内的保偏光纤12引出，端盖板18上设置有出线孔Ⅱ116。

其中，由于保偏光纤12的外部套与密封胶之间的粘接性不牢，液体容易通过外护套与密封胶之间的间隙进入腔室Ⅱ14，而保偏光纤12的光纤芯与密封胶之间的粘接性较好，不会发生以上情况，因此位于腔室Ⅱ14内的保偏光纤12需剥除外护套，且呈螺旋状布置，而从腔室Ⅱ14伸出的保偏光纤12则配置有外护套。

为了对腔室Ⅱ14内的保偏光纤12进行保护，腔室Ⅱ14内填充有密封胶，端盖板18上设置有注胶孔117。

注胶孔117的设置可以方便向腔室Ⅱ14内注入密封胶，待密封胶固化后不仅能够对保偏光纤12进行保护，而且还可密封出线孔Ⅱ116。

优选的，注胶孔117设置有两个，一个用于注胶，一个用于排气。

为了实现环形骨架16与端盖板18的装配，环形骨架16的前端外环面设置有嵌槽118，端盖板18的内圈设置有与嵌槽118配合的凸板119。

环形骨架16与端盖板18通过嵌槽118与凸板119的配合，且两者之间的间隙被密封胶填满，后续即可通过密封胶的固化，使两者牢固地连接在一起，具有良好的密封效果。

为了便于保偏光纤12从密封端子组件2上引出，密封端子组件2包括底座板21，以及可拆卸安装在底座板21上的上盖板22，底座板21和上盖板22上设置有对应的过线孔，保偏光纤12依次从底座板21和上盖板22上的过线孔中穿过。

具体的，底座板21上设置有用于将密封端子组件2安装在设备3上的安装孔Ⅰ23，以及用于与上盖板22连接的螺钉孔24，而上盖板22的凸耳上设置有与螺钉孔24Ⅱ配合的安装孔Ⅱ25。

位于底座板21上的过线孔Ⅰ26与位于上盖板22上的过线孔Ⅱ27对应设置，用于保偏光纤12的穿出。

优选的，为了保证底座板21与设备3外壁之间配合的密封性，底座板21的底部设置有密封环槽Ⅱ28，密封环槽Ⅱ28内安装有密封圈Ⅱ29。

为了实现底座板21与上盖板22的配合，底座板21上设置有装配槽210，上盖板22的底部设置有配合在装配槽210内的导向凸台211。

装配槽210与导向凸台211的设置，能够保证底座板21与上盖板22之间配合的稳定性。

为了保证保偏光纤12从密封端子组件2上穿过时的密封性，装配槽210内过线孔所在的位置设置有锥形槽212，锥形槽212内安装有锥形密封套213，保偏光纤12从锥形密封套213内穿过。

为了提高锥形密封套213对于保偏光纤12的密封效果，锥形密封套213的上端从锥形槽212内伸出。

锥形密封套213放置在锥形槽212内后，紧固上盖板22即可通过导向凸台211向下挤压锥形密封套213，使其在锥形槽212内下滑楔紧并箍住从锥形密封套213内穿过的保偏光纤12，利用锥形密封套213与保偏光纤12的压紧达到密封的目的。

优选的，锥形槽212的锥面上部分设置有锥螺纹槽。

锥形密封套213在被挤压的过程中，锥面会有一部分嵌入锥形槽212的锥螺纹槽内产生第一道辅助密封。

为了进一步保证锥形密封套213的密封作用，锥形密封套213的底部填充有密封胶。

注入密封胶时，密封胶置于锥形密封套213与底座板21之间的锥形缝隙中，密封胶在锥形密封套213的挤压下，填充于底座板21上的过线孔Ⅰ26中，从而对保偏光纤12的穿出产生第二道辅助密封。

同时密封胶填充满过线孔Ⅰ26中后仍有一部分储存在锥形密封套213与锥形槽212之间，固化后，形成第三道辅助密封。

本发明光学互感器整体结构简单，其中互感器本体1通过双腔即腔室Ⅰ13和腔室Ⅱ14的设置，可以有效地放置设备3中的液体进入互感器本体1内部，避免对造成光纤传感环15以及保偏光纤12的腐蚀；另外通过将锥形密封套213放置于底座的锥形槽212内被挤压所产生的楔紧作用，并且配合锥形密封套213底部密封胶的固化填充作用，保证保偏光纤12从密封端子组件2上引出时的密封性，避免造成设备3的密封失效。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种光学互感器，其特征在于，包括

互感器本体（1），其位于设备（3）内部，所述互感器本体（1）上设置有中心孔（11），设备（3）内部的被测导体（31）从所述中心孔（11）穿过，以检测该被测导体（31）的电流信号；

密封端子组件（2），其安装在设备（3）的外壁上，所述互感器本体（1）的保偏光纤（12）从所述密封端子组件（2）上伸出，将所测得的电流信号从设备（3）内部引出。

2.根据权利要求1所述的光学互感器，其特征在于，所述互感器本体（1）内设置有密封的腔室Ⅰ（13）和腔室Ⅱ（14），所述腔室Ⅰ（13）内设置有多圈光纤传感环（15），其与位于所述腔室Ⅱ（14）内的保偏光纤（12）相连，所述保偏光纤（12）从所述腔室Ⅱ（14）伸出并延伸至所述密封端子组件（2）处且从所述密封端子组件（2）上引出。

3.根据权利要求2所述的光学互感器，其特征在于，所述互感器本体（1）包括环形骨架（16）、安装在所述环形骨架（16）外部的外壳（17），以及安装在所述外壳（17）一端的端盖板（18），所述腔室Ⅰ（13）位于所述环形骨架（16）与所述外壳（17）之间，所述腔室Ⅱ（14）位于环形骨架（16）、端盖板（18）和外壳（17）之间。

4.根据权利要求3所述的光学互感器，其特征在于，所述环形骨架（16）的外环面上设置有环形凹槽（19），所述外壳（17）的后端设置有遮挡在所述环形骨架（16）后端的端板（110），所述环形凹槽（19）的前侧设置凸环（111），所述环形凹槽（19）的空间形成腔室Ⅰ（13）；

所述凸环（111）上设置有出线孔Ⅰ（114）。

5.根据权利要求4所述的光学互感器，其特征在于，所述腔室Ⅰ（13）内填充有防护胶，所述凸环（111）上设置有灌胶孔（115）。

6.根据权利要求4所述的光学互感器，其特征在于，所述腔室Ⅱ（14）位于所述凸环（111）、端盖板（18）和外壳（17）之间；

所述端盖板（18）上设置有出线孔Ⅱ（116）。

7.根据权利要求6所述的光学互感器，其特征在于，所述腔室Ⅱ（14）内填充有密封胶，所述端盖板（18）上设置有注胶孔（117）。

8.根据权利要求3所述的光学互感器，其特征在于，所述环形骨架（16）的前端外环面设置有嵌槽（118），所述端盖板（18）的内圈设置有与所述嵌槽（118）配合的凸板（119）。

9.根据权利要求1所述的光学互感器，其特征在于，所述密封端子组件（2）包括底座板（21），以及可拆卸安装在所述底座板（21）上的上盖板（22），所述底座板（21）和上盖板（22）上设置有对应的过线孔，所述保偏光纤（12）依次从所述底座板（21）和上盖板（22）上的过线孔中穿过。

10.根据权利要求9所述的光学互感器，其特征在于，所述底座板（21）上设置有装配槽（210），所述上盖板（22）的底部设置有配合在所述装配槽（210）内的导向凸台（211）；

所述装配槽（210）内过线孔所在的位置设置有锥形槽（212），所述锥形槽（212）内安装有锥形密封套（213），所述保偏光纤（12）从所述锥形密封套（213）内穿过；

所述锥形密封套（213）的上端从所述锥形槽（212）内伸出；

所述锥形密封套（213）的底部填充有密封胶。