CN220438445U - 一种光学电流互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学电流互感器，用于采集待测导线的电流，包括容置壳体、夹持支架和光纤传感环，所述容置壳体设有穿过所述待测导线的导线孔和位于导线孔外并呈环形的容置腔；所述夹持支架与所述容置壳体相连，所述夹持支架适于夹持穿在导线孔中的待测导线；所述光纤传感环设于所述容置腔内，并且所述光纤传感环外包裹有隔热体。本实用新型能够降低外界温度对其精度的影响，从而提高其测量精度。

Description

一种光学电流互感器

技术领域

本实用新型涉及一种光学电流互感器，属于电力电子器件技术领域。

背景技术

目前，随着电力系统的建设和电网容量的增大，对于变电站和发电厂的要求也越来越高。在这些电力设施中，电流的精确测量是一个亟待解决的问题。

传统的电流互感器在旧结构的变电站和发电厂中无法安装，这是由于未预留互感器安装位置以及受到布置和设备的限制。这种限制使得传统的电流互感器无法满足电力系统中对电流测量的需求。

为了解决这个问题，近几年涌现了一些专利技术。其中，公开号为CN211478432U的中国专利公开了名为一种柔性光学电流互感器的技术。该技术包括括光纤传感环和光连接头，以及能够抱合在导体外周的壳体和固定支架。它可在不拆卸设备前提下，在有限空间内灵活安装，实现电流的精准测量，然而，仍存在一些缺点需要改进。

首先，该技术没有关于如何降低外界温度对光纤电流互感器精度的影响。这可能意味着在高温或低温环境下，测量精度可能受到外界温度的影响而降低。其次，在电力系统中，抗震性能是至关重要的。地震可能造成设备性能下降，进而对电流互感器的测量精度和稳定性产生不利影响。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光学电流互感器，它能够降低外界温度对其精度的影响，从而提高其测量精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种光学电流互感器，用于采集待测导线的电流，包括：

容置壳体，所述容置壳体设有穿过所述待测导线的导线孔和位于导线孔外并呈环形的容置腔；

夹持支架，所述夹持支架与所述容置壳体相连，所述夹持支架适于夹持穿在导线孔中的待测导线；

光纤传感环，所述光纤传感环设于所述容置腔内，并且所述光纤传感环外包裹有隔热体。

进一步，为了提供一种隔热体的具体结构，所述隔热体包括呈U形的隔热环和封盖在隔热环开口上的隔热封盖，所述光纤传感环容置于所述隔热环和所述隔热封盖形成的隔热腔中。

进一步，为了很好地夹持固定待测导线，所述夹持支架包括两夹持架，两夹持架相连并抱夹住所述待测导线。

进一步，为了降低震动对光学电流互感器带来的影响，所述夹持支架与所述待测导线接触的部位设有弹性挤压垫。

进一步，提供了一种弹性挤压垫的安装方式，所述夹持支架设有卡槽，所述弹性挤压垫嵌装在卡槽内。

进一步，所述容置壳体包括两壳体，两壳体均设有U形槽腔和半孔；其中，

两壳体对接连接后，两半孔对接形成导线孔，两U形槽腔对接形成所述容置腔的一部分。

进一步，提供一种容置壳体的具体结构，所述容置壳体还包括盖板，所述盖板盖住所述U形槽腔的开口。

进一步，所述光纤传感环包括反射镜、传感光纤和1/4波片，所述传感光纤的内端与所述反射镜相连，所述传感光纤的外端与所述1/4波片相连。

进一步，为了避免制作1/4波片及传感光纤熔接带来的误差，所述传感光纤和1/4波片一体成型。

进一步，为了保护光纤传感环免受外部环境的干扰，所述光纤传感环外设有保护管。

进一步，光学电流互感器还包括采集单元，所述光纤传感环通过信号传输光缆与所述采集单元相连。

进一步，为了对环境温度进行补偿，更好地提高其测量准确度，光学电流互感器还包括适于采集所述光纤传感环周边环境温度的温度传感器，所述温度传感器与所述采集单元相连，所述采集单元适于根据所述温度传感器传递的环境温度信号和所述光纤传感环传递的电流信号得到被测导线的电流信号。

进一步，所述采集单元包括光学元器件、模数转换模块和单片机，所述光学元器件与所述模数转换模块相连，所述模数转换模块与所述单片机相连。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

1.本实用新型通过隔热体来减小外界温度对光学电流互感器的影响，并提高测量的精度，本实用新型能够在零下45℃～80℃的温度范围内达到0.2的测量准确级别。

2.在本实用新型中，使用硅橡胶垫作为弹性挤压垫可以提供良好的防震效果，能够降低震动对测量结果的影响。夹持支架的设计能够牢固地夹持待测导线，从而确保测量的稳定性。

3.在本实用新型中，采集单元中的光学元器件通过互易结构光路提高了测量的稳定性，降低了光纤本身缺陷带来的影响。模数转换模块将被测电流转换为数字信号，确保信号的准确传输。温度传感器能够采集光纤传感环周围环境的温度信息，通过采集单元进行处理和补偿，确保测量结果的准确性。

4.在本实用新型中，传感光纤和1/4波片的一体成型设计避免了制作波片和光纤熔接带来的误差，进一步提高了测量的准确度。

附图说明

图1为本实用新型的的容置壳体、夹持支架和光纤传感环的局部剖视图；

图2为本实用新型的光学电流互感器的结构示意图；

图3为本实用新型的容置壳体、夹持支架和光纤传感环的局部结构立体图；

图4为本实用新型的光纤传感环的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-4所示，一种光学电流互感器，用于采集待测导线10的电流，包括容置壳体100、夹持支架200和光纤传感环300；其中，

容置壳体100设有穿过待测导线10的导线孔和位于导线孔外并呈环形的容置腔110；

夹持支架200与容置壳体100相连，夹持支架200适于夹持穿在导线孔中的待测导线10；

光纤传感环300设于容置腔110内，并且光纤传感环300外包裹有隔热体310。

在本实施例中，被测导线10的尺寸与电流大小有关，电流越大，被测导线直径越大；另外，容置壳体100和夹持支架200在本实施例中可以采用铝合金材质制成。

具体的，如图1和图4所示，隔热体310包括呈U形的隔热环311和封盖在隔热环311开口上的隔热封盖312，光纤传感环300被放置于隔热环311和隔热封盖312形成的隔热腔中。在本实施例中，隔热体310可以为微孔塑料材料，具有质轻、隔热、减震等特点，这种材料可以降低外界极高或极低温度对光纤传感环300带来的影响，并进一步减小震动对光纤传感环300带来的影响。此外，在隔热体310封装后还会形成保温效应，在外界低温时内部温度会高5℃～10℃，外界高温时内部温度会低5℃～10°C。

具体地，如图1和图3所示，两夹持架的两端分别设有夹持固定法兰，相对应端的两夹持固定法兰通过螺钉螺母组件相连，通过旋拧螺钉螺母组件以调节两夹持架的开合从而夹紧或松开待测导线10。夹持支架200的顶部可以通过螺钉与容置壳体100固定连接。

具体的，如图1和图3所示，夹持支架200与待测导线10接触的部位可设有弹性挤压垫210。弹性挤压垫210能隔断待测导线10震动对光纤传感环300带来的影响。在本实施例中，弹性挤压垫210厚度一般不小于6mm，优选为6～15mm，多孔且柔软，可以为发泡硅橡胶材质，比如硅胶垫，在受挤压时会产生较大形变，且富有弹性，能够隔绝或减弱震动带来的影响。

具体的，如图1和图3所示，夹持支架200设有卡槽220，弹性挤压垫210嵌装在卡槽220内。在本实施例中，弹性挤压垫210通过环氧胶粘接在夹持支架200的卡槽内。

具体的，如图1所示，容置壳体100包括两壳体，两壳体均设有U形槽腔和半孔；其中，

两壳体对接连接后，两半孔对接形成导线孔，两U形槽腔对接形成容置腔110的一部分。

具体地，如图1所示，容置壳体100的两壳体的两端分别设有壳体法兰，相对应端的两壳体法兰通过另一螺钉螺母组件相连。

具体的，如图1-2所示，容置壳体100还包括盖板120，盖板120盖住U形槽腔的开口。

具体的，如图1和图4所示，光纤传感环300包括反射镜301、传感光纤302和1/4波片303。传感光纤302的内端与反射镜301相连，传感光纤302的外端与1/4波片303相连。在本实施例中，光纤传感环300需要现场绕制，绕制直径刚好可放置在隔热环311中，通过封装“一”形的隔热封盖312，将光纤传感环300完全包裹在隔热体310中。

具体的，如图4所示，传感光纤302和1/4波片303可以一体成型，避免了制作1/4波片303及传感光纤302熔接时带来的误差；传感光纤302的圈数可以在1～150圈之间，由待测导线10中电流的大小决定，根据具体需求设置。

具体的，如图1和图4所示，光纤传感环300外设有保护管330，保护管330能有效降低现场绕制时传感光纤302被拉断的风险，并为光纤传感环300的热胀冷缩预留了空间，在本实施例中，保护管330采用PBT材料，该材料质轻耐寒且阻燃，且保护管330直径不大于4mm，此外，保护管330的弯曲半径一般不大于5cm。

具体的，如图1-2和图4所示，光学电流互感器还包括采集单元400，光纤传感环300通过信号传输光缆与采集单元400相连。

具体的，如图1-2和图4所示，光学电流互感器还包括适于采集光纤传感环300周边环境温度的温度传感器340，温度传感器340也可通过信号传输光缆与采集单元400相连，采集单元400适于根据温度传感器340传递的环境温度信号和光纤传感环300传递的电流信号得到待测导线10的电流信号。温度传感器340测量范围为-50℃～100℃，外侧有保护管，具体封装在隔热体310内。

另外，信号传输光缆可通过锁紧接头固定在容置壳体上。

具体的，如图2所示，采集单元400包括光学元器件410、模数转换模块420和单片机430，光学元器件410与模数转换模块420相连，模数转换模块420与单片机430相连，光学元器件410可采用互易结构光路，降低了光纤传感环300本身缺陷带来的影响，提高了测量的稳定性。同时，单片机430根据温度传感器340接受到的温度和摸底试验的数据结果进行补偿，确保测量精度准确级达到0.2。单片机430为现有技术，本实施例不做赘述。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种光学电流互感器，用于采集待测导线(10)的电流，其特征在于，包括：

容置壳体(100)，所述容置壳体(100)设有穿过所述待测导线(10)的导线孔和位于导线孔外并呈环形的容置腔(110)；

夹持支架(200)，所述夹持支架(200)与所述容置壳体(100)相连，所述夹持支架(200)适于夹持穿在导线孔中的待测导线(10)；

光纤传感环(300)，所述光纤传感环(300)设于所述容置腔(110)内，并且所述光纤传感环(300)外包裹有隔热体(310)。

2.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述隔热体(310)包括呈U形的隔热环(311)和封盖在隔热环(311)开口上的隔热封盖(312)，所述光纤传感环(300)容置于所述隔热环(311)和所述隔热封盖(312)形成的隔热腔中。

3.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述夹持支架(200)包括两夹持架，两夹持架相连并抱夹住所述待测导线(10)。

4.根据权利要求3所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述夹持支架(200)与所述待测导线(10)接触的部位设有弹性挤压垫(210)。

5.根据权利要求4所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述夹持支架(200)设有卡槽(220)，所述弹性挤压垫(210)嵌装在卡槽(220)内。

6.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述容置壳体(100)包括两壳体，两壳体均设有U形槽腔和半孔；其中，

两壳体对接连接后，两半孔对接形成导线孔，两U形槽腔对接形成所述容置腔(110)的一部分。

7.根据权利要求6所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述容置壳体(100)还包括盖板(120)，所述盖板(120)盖住所述U形槽腔的开口。

8.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述光纤传感环(300)包括反射镜(301)、传感光纤(302)和1/4波片(303)，所述传感光纤(302)的内端与所述反射镜(301)相连，所述传感光纤(302)的外端与所述1/4波片(303)相连。

9.根据权利要求8所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述传感光纤(302)和1/4波片(303)一体成型。

10.根据权利要求8所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述光纤传感环(300)外设有保护管(330)。

11.根据权利要求1所述的光学电流互感器，其特征在于，

还包括采集单元(400)，所述光纤传感环(300)通过信号传输光缆与所述采集单元(400)相连。

12.根据权利要求11所述的光学电流互感器，其特征在于，

还包括适于采集所述光纤传感环(300)周边环境温度的温度传感器(340)，所述温度传感器(340)与所述采集单元(400)相连，所述采集单元(400)适于根据所述温度传感器(340)传递的环境温度信号和所述光纤传感环(300)传递的电流信号得到待测导线(10)的电流信号。

13.根据权利要求11所述的光学电流互感器，其特征在于，

所述采集单元(400)包括光学元器件(410)、模数转换模块(420)和单片机(430)，所述光学元器件(410)与所述模数转换模块(420)相连，所述模数转换模块(420)与所述单片机(430)相连。