CN204008795U - 一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，包括传感头外壳、传感骨架及传感光纤，其中，传感头外壳包括上盖和底座，所述底座内设有一用于放置传感骨架的环形空腔，传感骨架外周间隔设有至少两个定位柱，环形空腔内设有与定位柱位置对应的支架；在环形空腔内径之内和外径之外各设有一环形凹槽，环形凹槽内放有密封垫圈。本实用新型结构简单，可以实现传感头同变压器的有效安装配合，解决了长期运行稳定性差的问题；此外该种结构的传感头密封性能良好，有较强的防雨雪和抗振动性能。该种结构的底座、上盖、支架、传感骨架等机械结构简单，易于加工，便于批量化生产且该种结构的传感头，体积小，重量轻，安装和拆卸简单方便。

Description

一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构

技术领域

本实用新型涉及全光纤电流互感器领域，具体涉及一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构。

背景技术

随着电力传输容量的不断增长，电网电压等级的不断提高，以及坚强智能电网的飞速发展，电力系统对互感器性能提出了更高的要求，传统的电磁式电流互感器已经逐渐暴露自身无法克服的缺点，难以满足新一代电力系统自动化、数字化、网络化等智能化的发展要求。全光纤电流互感器是一种新型的电子式电流互感器，具有绝缘性能优良、响应速度快等一系列优点，被认为是替代传统电磁式电流互感器的理想产品。

但根据近年全光纤电流互感器挂网试运行结果分析，该产品长期运行时在稳定性方面存在不足，出现该问题原因之一为传感头结构设计不合理，与变压器配合存在缺陷，当长期户外运行后，变压器本身震动、雨雪污秽等外界因素将会对全光纤电流互感器传感头内部的传感光纤布置排列产生影响，从而导致测量结果不准。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种能与变压器配合使用、拆装方便、具有较强的防雨雪和抗振动性能的全光纤电流互感器传感头结构。

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案为：一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，包括传感头外壳、传感骨架及传感光纤，其中，传感头外壳包括上盖和底座，所述底座内设有一用于放置传感骨架的环形空腔，传感骨架外周间隔设有至少两个定位柱，环形空腔内设有与定位柱位置对应的支架；在环形空腔内径之内和外径之外各设有一环形凹槽，环形凹槽内放有密封垫圈。所述的环形空腔表面光滑无尖角毛刺，用于放置传感骨架。这两个环形凹槽用于放置密封垫圈，以增加传感头外壳的密封性能，有效避免外界环境中的雨雪污秽等进入传感头污染传感光纤，同时还起到抗振动的作用，对内部传感骨架及传感光纤起到保护作用。

所述支架由支架底座和U型夹组成。所述支架底座和支架U型夹通过螺钉进行固定，用于固定传感骨架，使传感骨架在受到外界振动时保持稳定。且支架底座和U型夹均为金属材料，支架底座是传感头底座的一部分，可以通过整体加工制作而成，连接可靠且结构简单。

所述的定位柱平均分布在传感骨架上。围绕传感骨架外周等距设有6个定位柱，安装时定位柱固定于底座的支架内，保证该传感骨架在外界振动时能够保持可靠固定。

底座外周边设有出纤口，所述的出纤口由出纤口凹槽及出纤口斜面组成，出纤口凹槽沿径向设置。所述出纤口凹槽保证传感光纤在规定的位置出纤，出纤口斜面是传感光纤由传感骨架进入出纤口凹槽的过渡区域，对传感光纤起缓冲和支撑的作用。

传感头外壳的上盖和底座均采用金属材料制成。以便于保护传感骨架和传感光纤。本方案之所以采用金属材料，是为了便于通过金属支撑杆安装于变压器上，使传感头和变压器的电位差为零，从而不影响电力变压器的正常运行。

所述上盖及底座对应位置设有通孔，通过穿过通孔的金属支撑杆与变压器固定连接。传感头外壳上盖和底座对应位置均开相同尺寸3个通孔，金属支撑杆通过这通孔使传感头安装于变压器的特定位置上。它们通过支撑杆与上盖的3个通孔连接，用于同变压器的安装配合，并通过支撑杆达到支撑传感头的作用。该结构满足传感头安装的机械强度要求，并具有良好的防雨雪、抗振动的性能。

所述上盖及底座上均设有相互对应的定位孔，通过螺栓连接上盖和底座。上盖和底座均设有6个内定位孔和6个外定位孔，对应位置的定位孔通过螺栓连接成为一个整体，对传感骨架和传感光纤进行保护。

所述传感骨架呈实心圆环状，外侧等距设有定位柱。传感骨架用于缠绕传感光纤，制作材料选用同传感光纤材料理化性能相近的石英玻璃，以减小由于温度变化导致传感光纤与传感骨架产生的热胀冷缩差。

传感光纤采用特种光纤，螺旋缠绕于传感头玻璃骨架上。通过螺旋缠绕，引入大量圆双折射以抑制传感光纤线性双折射，提高传感光纤测量精度。在螺旋缠绕过程中采用单根光纤单向绕制的方式，绕制过程中保证传感光纤间紧密均匀排列，直至绕制完毕所规定的匝数，若出现绕制匝数较多一层无法容纳所需绕制匝数时，继续在底层传感光纤上进行绕制。结合光纤圆柱形结构特点，上层光纤位于下层光纤形成的V型槽中。根据法拉第磁光效应和安培环流定理可知，为保证测量结果与传感头安装位置无关，要求传感光纤在传感骨架上的缠绕为封闭环形，因此在绕制结束时保证传感光纤出纤位置与传感光纤首端反射镜形成闭合。

本实用新型结构简单，可以实现传感头同变压器的有效安装配合，解决了长期运行稳定性差的问题；此外该种结构的传感头密封性能良好，有较强的防雨雪和抗振动性能。该种结构的底座、上盖、支架、传感骨架等机械结构简单，易于加工，便于批量化生产且该种结构的传感头，体积小，重量轻，安装和拆卸简单方便。

附图说明

图1为上盖的俯视图；

图2为底座的俯视图；

图3为支架的主视图；

图4为传感骨架的主视图；

其中，1、上盖，2、底座，21、空腔，22、支架，221、支架底座，222、U型夹，23凹槽，24、出纤口，241、出纤口凹槽，242、出纤口斜面，3、传感骨架，31、定位柱，4、传感光纤，5、通孔，6、定位孔。

具体实施方式

一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，包括传感头外壳、传感骨架3及传感光纤4，其中，传感头外壳包括由金属材料制成的上盖1和底座2，所述上盖1及底座2上均设有相互对应的定位孔6，定位孔包括六个内定位孔和六个外定位孔，通过螺栓连接上盖1和底座2。所述上盖1及底座2对应位置设有通孔5，通过穿过通孔的金属支撑杆与变压器固定连接。所述底座2内设有一用于放置传感骨架3的环形空腔21，传感骨架3外周间隔设有至少两个定位柱31，所述的定位柱平均分布在传感骨架上。环形空腔21内设有与定位柱位置对应的支架22；所述支架22由支架底座221和U型夹222组成。在环形空腔21内径之内和外径之外各设有一环形凹槽23，环形凹槽23内放有密封垫圈。底座2外周边设有出纤口24，所述的出纤口24由出纤口凹槽241及出纤口斜面242组成，出纤口凹槽沿径向设置。

传感头的组装顺序为：（1）将传感光纤4根据绕制要求缠绕于传感骨架3；（2）将缠好传感光纤4的传感骨架3放置于底座2的空腔21内，注意将传感光纤4尾纤放于底座2的出纤口24处，传感骨架3的定位柱31对应放置于传感头支架底座221上，并用U型夹222通过螺钉将定位柱可靠固定；（3）将密封垫圈放置于底座2的第一凹槽231和第二凹槽232中，保证传感头密封良好；（4）整理传感光纤4的尾纤，使尾纤通过出纤口斜面242进入出纤口凹槽241；（5）将上盖1盖在底座2上，用螺栓将二者对应的6个内定位孔和6个外定位孔紧密固定；（6）用支撑杆通过传感头上盖1的3个通孔5将传感头倒挂着固定于变压器的特定位置。至此，完成了传感头的组装工作。

Claims (7)

1.一种应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，包括传感头外壳、传感骨架（3）及传感光纤（4），其中，传感头外壳包括上盖（1）和底座（2），其特征在于：所述底座（2）内设有一用于放置传感骨架的环形空腔（21），传感骨架（3）外周间隔设有至少两个定位柱（31），环形空腔（21）内设有与定位柱（31）位置对应的支架（22）；在环形空腔（21）内径之内和外径之外各设有一环形凹槽（23），环形凹槽内放有密封垫圈。

2.根据权利要求1所述的应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，其特征在于：所述支架（22）由支架底座（221）和U型夹（222）组成。

3.根据权利要求1所述的应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，其特征在于：所述的定位柱（31）平均分布在传感骨架（3）上。

4.根据权利要求1所述的应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，其特征在于：底座（2）外周边设有出纤口（24），所述的出纤口（24）由出纤口凹槽（241）及出纤口斜面（242）组成，出纤口凹槽（241）沿径向设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，其特征在于：传感头外壳的上盖（1）和底座（2）均采用金属材料制成。

6.根据权利要求5所述的应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，其特征在于：所述上盖（1）及底座（2）对应位置设有通孔（5），通过穿过通孔（5）的金属支撑杆与变压器固定连接。

7.根据权利要求5所述的应用于变压器的全光纤电流互感器传感头结构，其特征在于：所述上盖（1）及底座（2）上均设有相互对应的定位孔（6），通过螺栓连接上盖（1）和底座（2）。