CN203911595U - 一种带光学电流互感器的智能断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种带光学电流互感器的智能断路器，包括智能断路器、光学电流互感器和控制柜；控制柜内设置有合并单元、普通光纤和采集器；智能断路器的断路器灭弧室的上端设置一个一次电流接头，断路器灭弧室的下端通过光学电流互感器分别设置光纤支柱套管和另一个一次电流接头；光纤支柱套管内包裹的保偏光纤一端与光学电流互感器的输出端熔接，另一端与采集器输入端连接；采集器的输出端依次连接普通光纤和合并单元。通过将光学电流互感器设置在智能断路器与一次电流接头之间，并配合内部包裹保偏光纤的光纤支柱套管，在满足智能断路器对支柱套管电气性能要求的同时，能够作为光信号的传输通道，使得智能断路器与光学电流互感器实现了一体化设置。
Description
技术领域
本实用新型属于智能电器领域，具体为一种带光学电流互感器的智能断路器。
背景技术
智能化变电站是由包括电子式互感器和智能化开关等的智能化一次设备和包括过程层、间隔层和站控层网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，智能化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。
随着智能化电网初步的发展，现有的变电站模式已由原来的隔离开关、电流互感器、断路器和接地开关模式发展到隔离开关、电子式电流互感器、智能断路器和接地开关模式。新一代的智能化变电站朝着整体集成优化、主接线设计优化和模块化的智能一次设备方向发展。但是现有技术中电子式电流互感器和智能断路器都分开设置，占用空间大，并且在电流互感器工作时极易受到断路器中强电磁干扰的影响，使得输出结果出现偏差，甚至无法实现系统的及时调度。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种集成度高，抗电磁干扰能力强，节约电力建设用地的带光学电流互感器的智能断路器。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种带光学电流互感器的智能断路器，包括智能断路器、光学电流互感器和控制柜；所述的控制柜内设置有合并单元、普通光纤和采集器；智能断路器的断路器灭弧室的上端设置一个一次电流接头，断路器灭弧室的下端通过光学电流互感器分别设置光纤支柱套管和另一个一次电流接头；光纤支柱套管内包裹的保偏光纤一端与光学电流互感器的输出端熔接，另一端与采集器输入端连接；采集器的输出端依次连接普通光纤和合并单元。
优选的，光学电流互感器包括光学传感头，分别与断路器灭弧室的下端法兰和光纤支柱套管的上法兰固定连接的导电支筒，以及套设在导电支筒上的绝缘支架；光学传感头固定在绝缘支架上。
进一步，绝缘支架包括平行设置的两个绝缘板，以及穿过绝缘板固定设置在上法兰上的螺柱；光学传感头通过与螺柱配合的螺栓夹持在两个绝缘板之间。
再进一步，下端法兰和上法兰之间固定设置有防雨罩，光学电流互感器设置在防雨罩与下端法兰和上法兰形成的密封空间内。
优选的，光学电流互感器采用基于法拉第磁光效应的磁光式电流互感器。
优选的，智能断路器采用智能柱式断路器。
优选的，光纤支柱套管内部中空且固定设置在断路器底架上。
优选的，保偏光纤与采集器输入端连接的一端外部设置有金属软管，并埋设在地缆沟内。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型通过将光学电流互感器设置在智能断路器与一次电流接头之间，并配合内部包裹保偏光纤的光纤支柱套管，在满足智能断路器对支柱套管电气性能要求的同时，能够作为光信号的传输通道，从而使得智能断路器与光学电流互感器实现了构成一个整体的一体化设置，通过采集器采集光信号，并将其转换为数字信号后利用普通光纤传输到合并单元中进行处理，降低了生产成本的同时，避免了强电磁流对信号采集的干扰，结构简单，设计合理，监测精度高，节约了电力建设的土地资源，实现对电网中一次电流参数进行检测和监视，并能够将各种参数传入上位机，以便对系统进行及时调度，对智能开关进行相应的操作，保证了电力系统安全。
进一步的，利用导电支筒实现了电流通路，通过固定在绝缘支架上的光学传感头实现对导电支筒中电流的感应测试，满足了检测需要，保证了监测精度。
进一步的，通过螺柱和螺栓，以及相互配合夹紧的绝缘板实现了光学传感头的定位和装配，连接快捷方便，维护简单。
进一步的，通过防雨罩和密封空间的设置，在保证了防水防尘的测试环境的同时，也为延长了光学传感头的使用寿命。
进一步的，采用智能柱式断路器能够充分利用设置空间，保证集成度，缩小占用空间体积，通过断路器底架的设置，提供了稳定的基础和固定的安装空间；通过对保偏光纤输出端的套设金属软管和地埋设置，能够保证其使用寿命，并且避免外部环境对其传输数据的影响。
附图说明
图1为本实用新型实例中所述的结构示意图。
图2为图1中光学电流互感器的结构剖视图。
其中：1、智能断路器；2、断路器灭弧室；3、光学电流互感器；4、光纤支柱套管；5、断路器底架；6、保偏光纤；7、控制柜；8、合并单元；9、普通光纤；10、采集器；11、支筒；12、光学传感头；13、上法兰；14、防雨罩；15、下端法兰；16、绝缘板；17、绝缘支架；18、螺柱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
本实用新型一种带光学电流互感器的智能断路器，如图1所示，包括智能断路器1、光学电流互感器3和控制柜7；其中控制柜7内设置有合并单元8、普通光纤9和采集器10；智能断路器1的断路器灭弧室2的上端设置一个一次电流接头19，断路器灭弧室2的下端通过光学电流互感器3分别设置光纤支柱套管4和另一个一次电流接头19；光纤支柱套管4内包裹的保偏光纤6一端与光学电流互感器3的输出端熔接，另一端与采集器10输入端连接；采集器10的输出端依次连接普通光纤9和合并单元8。控制柜7用来安装采集器10、普通光纤9和合并单元8以及智能断路器1上的智能二次元件。
如图2所示，光学电流互感器3包括光学传感头12，分别与断路器灭弧室2的下端法兰15和光纤支柱套管4的上法兰13固定连接的导电支筒11，以及套设在导电支筒11上的绝缘支架17；光学传感头12固定在绝缘支架17上。本优选实施例中，导电支筒11上端与断路器灭弧室2的下端法兰15通过螺栓、密封圈紧密连接，下端与光纤支柱套管4的上法兰13通过螺栓、密封圈紧密连接。绝缘支架17包括平行设置的两个绝缘板16，以及穿过绝缘板16固定设置在上法兰13上的螺柱18；螺柱18均匀分布，本优选实施例中以均匀设置的四个螺柱18为例，光学传感头12通过与螺柱18配合的螺栓夹持在两个绝缘板16之间。下端法兰15和上法兰13之间固定设置有防雨罩14，光学电流互感器3设置在防雨罩14与下端法兰15和上法兰13形成的密封空间内。本优选实例中以光学电流互感器3采用基于法拉第磁光效应的磁光式电流互感器为例进行说明。
其中，光纤支柱套管4就是在现有支柱套管的基础上将保偏光纤6包裹在其内部，使其在满足断路器支柱套管性能的同时，还可以作为光学电流互感器信号传输的通道。
如图1所示，智能断路器1采用智能柱式断路器；光纤支柱套管4内部中空且固定设置在断路器底架5上；保偏光纤6与采集器10输入端连接的一端外部设置有金属软管，并埋设在地缆沟内。
光学电子式电流互感器与智能断路器一体化的研制可以实现一次设备的整体集成和主接线的优化；提高电力系统运行管理的自动化；节约电力建设的占用的土地资源；为国家建设环境资源友好型、高可靠的坚强智能电网提供了有力保障。
当系统运行时，智能断路器1的一次电流接头19接入变电站母线回路中，一次电流同时从光学电流互感器3中间的导电支筒11中流过，在法拉第磁光感应原理的作用下，光学传感头12中光路的相位差与一次电流大小成正比，测出某一时刻的相位差就可以知道该时刻相应的一次电流大小。光学电流互感器3将一次电流转换成的光信号量传送给采集器，采集器将光信号转换为电信号并通过A/D转换转化为数字信号进行输出，通过普通光纤9传输输入到合并单元8中进行信号分析处理，合并单元8会根据处理结构完成预设的自检、信号异常、报警等提示，并能够将各种参数传入上位机，以便对系统进行及时调度，对智能断路器1进行相应的操作，保证了电力系统安全。
本实用新型通过光纤支柱套管4来代替断路器传统的支柱套管，在满足传统支柱套管性能的同时，还可以作为信号传输通道，起到一物多用的效果。将光学电流互感器3与智能断路器1设计成一个整体，实现了两者的理想组合，其结构简单、集成度高、抗电磁干扰能力强、节约了电力建设的土地资源、成本较之电流互感器、断路器分开模式有了明显的降低，实现对电网中一次电流参数进行检测和监视，保证了电力系统安全。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (8)
1.一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，包括智能断路器(1)、光学电流互感器(3)和控制柜(7)；所述的控制柜(7)内设置有合并单元(8)、普通光纤(9)和采集器(10)；智能断路器(1)的断路器灭弧室(2)的上端设置一个一次电流接头(19)，断路器灭弧室(2)的下端通过光学电流互感器(3)分别设置光纤支柱套管(4)和另一个一次电流接头(19)；光纤支柱套管(4)内包裹的保偏光纤(6)一端与光学电流互感器(3)的输出端熔接，另一端与采集器(10)输入端连接；采集器(10)的输出端依次连接普通光纤(9)和合并单元(8)。
2.根据权利要求1所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，所述的光学电流互感器(3)包括光学传感头(12)，分别与断路器灭弧室(2)的下端法兰(15)和光纤支柱套管(4)的上法兰(13)固定连接的导电支筒(11)，以及套设在导电支筒(11)上的绝缘支架(17)；光学传感头(12)固定在绝缘支架(17)上。
3.根据权利要求2所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，所述的绝缘支架(17)包括平行设置的两个绝缘板(16)，以及穿过绝缘板(16)固定设置在上法兰(13)上的螺柱(18)；光学传感头(12)通过与螺柱(18)配合的螺栓夹持在两个绝缘板(16)之间。
4.根据权利要求3所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，所述的下端法兰(15)和上法兰(13)之间固定设置有防雨罩(14)，光学电流互感器(3)设置在防雨罩(14)与下端法兰(15)和上法兰(13)形成的密封空间内。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，所述的光学电流互感器(3)采用基于法拉第磁光效应的磁光式电流互感器。
6.根据权利要求1所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，所述的智能断路器(1)采用智能柱式断路器。
7.根据权利要求1所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，所述的光纤支柱套管(4)内部中空且固定设置在断路器底架(5)上。
8.根据权利要求1所述的一种带光学电流互感器的智能断路器，其特征在于，保偏光纤(6)与采集器(10)输入端连接的一端外部设置有金属软管，并埋设在地缆沟内。
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