CN220474449U - 数字化干式互感器及隔离开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高压电器领域，具体涉及一种数字化干式互感器及一种包括所述数字化干式互感器的隔离开关；所述数字式干式电压电流互感器包括高电压仓室，绝缘柱，设置在高电压仓室内导体和光纤敏感环，以及输入及输出光纤；所述光纤敏感环套设在导体外部，输入及输出光纤一端与光纤敏感环相连且另一端用于传输光信号，实现电流互感器功能；所述高电压仓室固定设置在绝缘柱一端上，所述绝缘柱包括包裹在输入及输出光纤外部的电容分压绝缘芯体，电容分压绝缘芯体内设有与绝缘层交替环绕设置的多个电容屏；所述数字化干式互感器及隔离开关，其占用空间小、便于检修且安全性高。

Description

数字化干式互感器及隔离开关

技术领域

本实用新型涉及高压电器领域，具体涉及一种数字化干式互感器及一种包括所述数字化干式互感器的隔离开关。

背景技术

现有绝缘仓式电流互感器，通过设置充气的高电压仓室或填充有胶状绝缘材料的高电压仓室实现传感线圈的绝缘，从而保证电流互感器的正常工作；此类电流互感器规格体积大、占用空间大。此外，还具有检修不便、生产和使用风险高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的至少一种缺陷，提供一种数字化干式互感器以及一种包括所述数字化干式互感器的隔离开关，其占用空间小、便于检修且安全性高。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种数字化干式互感器，所述数字化干式互感器包括高电压仓室，绝缘柱，设置在高电压仓室内导体和光纤敏感环，以及输入及输出光纤；所述光纤敏感环套设在导体外部，输入及输出光纤一端与光纤敏感环相连且另一端用于传输光信号，实现电流互感器功能；所述高电压仓室固定设置在绝缘柱一端上，所述绝缘柱包括包裹在输入及输出光纤外部的电容分压绝缘芯体，电容分压绝缘芯体内设有与绝缘层交替环绕设置的多个电容屏。

进一步的，所述输入及输出光纤为保偏延迟光纤。

进一步的，所述光纤敏感环包括传感光纤、反射镜以及λ/4波片。

进一步的，所述多个电容屏包括用于形成均压电容C1的均压电容屏以及用于形成分压电容C2的分压电容屏；所述均压电容C1与分压电容C2串联构成电容分压器，均压电容C1和分压电容C2之间引出引线，用于实现电压互感器功能。

进一步的，所述多个电容屏还包括用于形成屏蔽电容C3的屏蔽电容屏,屏蔽电容C3包裹至少部分均压电容屏，用于屏蔽外部干扰信号。

进一步的，所述电容分压绝缘芯体靠近导体的一端为芯体上端，电容分压绝缘芯体的另一端为芯体下端，芯体下端至芯体上端的方向为第一方向；

所述均压电容C1中，多块均压电容屏沿电容分压绝缘芯体的径向依次套设在输入及输出光纤外部，最内层的均压电容屏至最外层的均压电容屏沿第一方向依次偏移且依次叠套。

进一步的，所述芯体上端至芯体下端的方向为第二方向；

所述屏蔽电容C3中，多块屏蔽电容屏沿电容分压绝缘芯体的径向依次套设在均压电容C1外部，最内层的屏蔽电容屏至最外层的屏蔽电容屏沿第二方向依次偏移且依次叠套。

进一步的，在所述电容分压绝缘芯体的径向上，最外层的均压电容屏和最内层的屏蔽电容屏为同一电容屏，多个均压电容屏和多个屏蔽电容屏整体呈倒V形结构。

进一步的，所述分压电容C2中，多个分压电容屏沿电容分压绝缘芯体的径向依次套设在最外层的屏蔽电容屏外部。

进一步的，所述最外层的均压电容屏和最内层的屏蔽电容屏，与导体等电位；所述最内层的均压电容屏通过分压电容C2接地电位，最外层的屏蔽电容屏接地电位。

进一步的，所述绝缘柱还包括套设在电容分压绝缘芯体外部的硅橡胶伞裙；

所述数字化干式互感器还包括接地法兰，接地法兰和导体分别固定设置在绝缘柱的两端上，接地法兰上设有二次输出接口，输入及输出光纤一端与光纤敏感环相连，另一端与二次输出接口相连，均压电容C1和分压电容C2之间引出的引线与二次输出接口。

进一步的，所述数字化干式互感器还包括电路连接结构，导体两端各连接一组电路连接结构。

进一步的，所述输入及输出光纤和电容分压绝缘芯体一体化设计制作，形成封闭实心的一体式结构。

进一步的，所述输入及输出光纤嵌置在电容分压绝缘芯体的中心位置。

进一步的，所述输入及输出光纤和电容分压绝缘芯体通过以下方法制作：所述输入及输出光纤外部包绕环氧树脂纤维布并浸润环氧树脂，固化后得到输入及输出光纤棒；将电容屏和绝缘层交替包绕在输入及输出光纤棒外部，从而形成包裹在输入输出光纤棒外部的电容分压绝缘芯体。

一种隔离开关，其包括所述的数字化干式互感器。

进一步的，所述隔离开关还包括至少一组动触头，传动立柱，以及旋转机构；所述传动立柱与绝缘柱并排间隔设置，动触头设置在传动立柱一端上，旋转机构与传动立柱另一端传动相连，旋转机构通过传动立柱驱动动触头转动使其与导体连接的静触头闭合和分断。

本实用新型的数字化干式互感器及隔离开关，其中，数字化干式互感器采用光纤敏感环替代传统的传感线圈，与输入及输出光纤配合实现电流互感器功能，解决了现有采用传感线圈的电流互感器存在的体积大、绝缘难度高的问题，而且监测灵敏度和准确度更高；而且，高电压仓室无需填充、密封等工艺流程，避免生产过程和使用过程中，因工艺缺陷或泄露造成爆炸的情况，无需维护。

此外，本实施例数字化干式互感器，其绝缘芯体同时实现了电压互感器功能，提高了集成度和整合度，整体规格体积小，灵敏度和准确度高，性能可靠。

此外，所述输入及输出光纤与电容分压绝缘芯体一体化设计制作，减少零部件数量，而且为输入及输出光纤提供可靠支撑和保护，保证其稳定可靠工作。进一步的，输入及输出光纤嵌置在电容分压绝缘芯体的中心位置处，也即是电容分压绝缘芯体的电容屏和绝缘层包绕在输入及输出光纤外部，与中心形成空腔的电容分压绝缘芯体相比，输入及输出光纤占据空腔位置并与电容分压绝缘芯体形成一体式结构，从而达到无需内腔充填，避免因密封工艺缺陷造成爆炸事故。

附图说明

图1是本实用新型数字化干式互感器的结构示意图；

图2是本实用新型隔离开关的结构示意图；

附图标记说明

h高电压仓室；1电路连接结构；2绝缘柱；3导体；4光纤敏感环；5输入及输出光纤；6绝缘芯体；7硅橡胶伞裙；8均压电容屏；9屏蔽电容屏；10分压电容屏；11接地法兰；12二次输出端口；13动触头；14避雷器阀片；15传动立柱；16旋转机构。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例，进一步说明本实用新型的数字化干式互感器及隔离开关的具体实施方式。本实用新型的数字化干式互感器不限于以下实施例的描述。

如图1所示，为本实用新型数字化干式互感器的一个实施例。

本实施例数字化干式互感器，其包括高电压仓室h，绝缘柱2，设置在高电压仓室h内的导体3和光纤敏感环4，以及输入及输出光纤5；所述光纤敏感环4套设在导体3外部，输入及输出光纤5一端与光纤敏感环4相连且另一端用于传输(输入及输出)光信号，用于实现电流互感器功能；所述高电压仓室h固定设置在绝缘柱2一端上，所述绝缘柱2包括包裹在输入及输出光纤5外部的电容分压绝缘芯体6，电容分压绝缘芯体6内设有与绝缘层交替环绕设置的多个电容屏；所述高电压仓室h固定设置在绝缘柱2一端上且电容分压绝缘芯体6一端插入高电压仓室h内。

进一步的，所述导体3固定在高电压仓室h上。进一步的，所述导体3两端分别通过两个固定法兰固定在高电压仓室h的一对侧壁上光纤敏感环4套设在导体3外部。

本实施例数字化干式互感器，其采用光纤敏感环4替代传统的传感线圈，与输入及输出光纤5配合实现电流互感器功能，解决了现有采用传感线圈的电流互感器存在的体积大、绝缘难度高的问题，而且监测灵敏度和准确度更高；而且，由于光纤敏感环4为全绝缘材质，高电压仓室h无需填充、密封等工艺流程，避免生产过程和使用过程中，因工艺缺陷或泄露造成爆炸的情况，无需维护。

进一步的，所述输入及输出光纤5为保偏延迟光纤，具有以下技术效果：

1、解决了偏振态变化问题：研究发现可靠的光纤能够更好的保证线偏正方向不变，有效的提高相干信噪比，在使用过程中有效的实现了物理量的高精度精准测量，能够更好的维持光速传播的稳定状态，即能够有效的避免环境的干扰，也能够让其光纤传输的稳定性增强，在避免偏差之后，也能保证输出的质量更高，且光纤输出的质量全面提升，降低传输光纤的损耗和反射。

2、传输损耗更小：研究发现可靠的光纤具备更高的稳定性和一致性，在同等的光纤长度和直径影响下，本身的传输损耗更低，在使用过程中，使附加损耗得以减小从而更好的保证传输线路的偏振态不便，因此在使用过程中，能够让光纤通讯和光纤传感器的传感灵敏度更高，即使在远距离光纤传输的环节中，也能更好的保持光电信号的传输效果。

总的来说，保偏延迟光纤具有更好的抗电磁干扰性能和传输效果，能更全面提高光电信息传递的质量，更好的适应复杂领域对于光纤的高性能要求。

具体的，所述保偏延迟光纤两端分别连接光纤敏感环和信号处理单元，信号处理单元与地电位电连接，保偏延迟光纤传输光信号并产生延迟时间，信号处理单元对保偏延迟光纤输入的信号进行处理，得出电流值，信号处理单元可以由现有技术实现，在此不再展开描述。

所述光纤敏感环4包括传感光纤、反射镜和λ/4波片，为本领域现有技术，在此不再展开描述。

进一步，本实施例中，输入及输出光纤5与电容分压绝缘芯体6一体化设计制作，形成封闭实心的一体式结构，减少零部件数量且避免因密封工艺缺陷造成爆炸事故，而且为输入及输出光纤5提供可靠支撑和保护，保证其稳定可靠工作。进一步的，所述输入及输出光纤5可以在电容分压绝缘芯体6的制作过程中，嵌置在电容分压绝缘芯体6内任意位置形成封闭实心的一体式结构，也即是，在卷绕电容屏和绝缘层的过程中，将输入及输出光纤5嵌设在任意位置处；所述输入及输出光纤5优选嵌置在电容分压绝缘芯体6的中心位置，或者嵌置在电容分压绝缘芯体6的均压电容C1和屏蔽电容C3之间。

具体的，本实施例中，输入及输出光纤5嵌置在电容分压绝缘芯体6的中心位置处，也即是电容分压绝缘芯体6的电容屏和绝缘层包绕在输入及输出光纤5外部，与中心形成空腔的电容分压绝缘芯体6相比，输入及输出光纤5占据空腔位置并与电容分压绝缘芯体6形成一体式结构，从而达到无需内腔充填，避免因密封工艺缺陷造成爆炸事故。以下为所述输入及输出光纤5和电容分压绝缘芯体6的一体式结构的制作方法：所述输入输出光纤5外部包绕环氧树脂纤维布并浸润环氧树脂，固化后得到具有必要结构强度和外径尺寸的输入及输出光纤棒；将电容屏和绝缘层交替包绕在输入及输出光纤棒外部，从而形成包裹在输入输出光纤棒外部的电容分压绝缘芯体6。

如图1所示，所述绝缘柱2中，电容分压绝缘芯体6的多个电容屏包括用于形成均压电容C1的均压电容屏8、用于形成屏蔽电容C3的屏蔽电容屏9以及用于形成分压电容C2的分压电容屏10；所述均压电容C1与分压电容C2串联构成电容分压器，均压电容C1和分压电容C2之间引出引线，用于实现电压互感器功能；所述屏蔽电容C3包裹至少部分均压电容屏8，用于屏蔽外部干扰信号。本实施例数字化干式互感器，其电容分压绝缘芯体6同时实现了电压互感器功能，提高了集成度和整合度，整体规格体积小，灵敏度和准确度高，性能可靠。进一步的，所述均压电容C1和分压电容C2串联后，与屏蔽电容C3并联；所述均压电容C1和分压电容C2，串接在地电位与导体3连接的高电位之间；所述屏蔽电容C3串接在地电位和导体3连接的高电位之间。

如图1所示，为所述电容分压绝缘芯体6的一种实现方式：所述电容分压绝缘芯体6靠近导体3的一端为芯体上端，电容分压绝缘芯体6的另一端为芯体下端，芯体下端至芯体上端的方向为第一方向，芯体上端至芯体下端的方向为第二方向。所述均压电容C1中，多块均压电容屏8沿电容分压绝缘芯体6的径向依次套设在输入及输出光纤5外部，最内层的均压电容屏8至最外层的均压电容屏8沿第一方向依次偏移且依次叠套，也即是，相邻两块均压电容屏8中，位于外侧的均压电容屏8相对于位于内侧的均压电容屏8向芯体上端偏移，位于外侧的均压电容屏8的靠近芯体下端的一端套设在位于内侧的均压电容屏8的靠近芯体上端的一端外侧。所述屏蔽电容C3中，多块屏蔽电容屏9沿电容分压绝缘芯体6的径向依次套设在均压电容C1外部，最内层的屏蔽电容屏9至最外层的屏蔽电容屏9沿第二方向依次偏移且依次叠套，也即是，相邻两块屏蔽电容屏9中，位于外侧的屏蔽电容屏9相对于位于内侧的屏蔽电容屏9向芯体下端偏移，位于外侧的屏蔽电容屏9的靠近芯体上端的一端套设在位于内侧的屏蔽电容屏9的靠近芯体下端的一端外侧。如图1所示，所述分压电容C2中，多个分压电容屏10沿电容分压绝缘芯体6的径向依次套设在最外层的屏蔽电容屏9外部。

进一步的，如图1所示，在所述电容分压绝缘芯体6的径向上，最外层的均压电容屏8和最内层的屏蔽电容屏9为同一电容屏，多个均压电容屏8和多个屏蔽电容屏9整体呈倒V形结构。

进一步的，所述最外层的均压电容屏8和最内层的屏蔽电容屏9，与导体3等电位；所述最内层的均压电容屏8通过分压电容C2接地电位，最外层的屏蔽电容屏9接地电位。具体的，所述均压电容C1和分压电容C2串接在导体3和地电位之间，屏蔽电容C3串接在导体3和地电位之间，也即是，屏蔽电容C3与串联在一起的均压电容C1和分压电容C2并联。

需要指出的，所述电容分压绝缘芯体6中，均压电容屏8、屏蔽电容屏9和分压电容屏10的布置方式并不限于上述一种，还可以采用现有技术记载的其他方式，在此不再一一列举和说明。另外作为其它的实施例，电容分压绝缘芯体6也可以只设置均压电容C1，不设置分压电容C2和屏蔽电容C3，或者只设置均压电容C1和分压电容C2，不设置屏蔽电容C3；或者还可以设置其它的电容以实现其它功能，均是可以的。

如图1所示，所述绝缘柱2还包括套设在电容分压绝缘芯体6外部的硅橡胶伞裙7。本实施例数字化干式电压电流互感器还包括接地法兰11，接地法兰11和导体3分别固定在绝缘柱2的两端上，接地法兰11上设有二次输出接口12，输入及输出光纤5一端与光纤敏感环4相连且另一端优选与二次输出接口12相连，均压电容C1和分压电容C2之间引出的引线优选与二次输出接口12相连。

如图1和2所示，本实施例数字化干式互感器还包括电路连接结构1，导体3两端各连接一组电路连接结构1，用于与待监测外部电路建立电连接。进一步的，所述电路连接结构1为接线端子1a或触头结构1b。

具体的，如图1所示，所述导体3两端各连接一组接线端子1a，便于本实施例数字化干式互感器可接入任何需要进行电压、电流监测/检测的电路中。

如图2所示，为本实用新型隔离开关的一个实施例。

本实施例隔离开关包括所述数字化干式互感器。进一步的，本实施例隔离开关还包括至少一组动触头13，传动立柱15，以及旋转机构16；所述传动立柱15与绝缘柱2并排间隔设置，动触头13设置在传动立柱15一端上，旋转机构16与传动立柱15另一端传动相连，旋转机构16通过传动立柱15驱动动触头13转动使其与导体3连接的静触头闭合和分断。

具体的，所述动触头13一端设置在传动立柱15上，另一端与导体3连接的静触头闭合和分断；所述导体3两端各连接一组电路连接结构1，一组电路连接结构1为接线端子1a，另一组电路连接结构1为触头结构1b，触头结构1b作为静触头。

作为其它实施例，所述隔离开关包括两组静触头，一组静触头来自本实用新型数字化干式互感器，另一组静触头设置在绝缘立柱上，绝缘立柱和绝缘柱2位于传动立柱15径向两侧，动触头13中部设置在传动立柱上，两端分别与两组静触头闭合和分断。

进一步的，所述传动立柱15还包括设置在其中部的多片阀片，使传动立柱15同时具有避雷器功能。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示相对重要性。

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只局限于这些说明。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推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (17)

1.一种数字化干式互感器，其特征在于：所述数字化干式互感器包括高电压仓室(h)，绝缘柱(2)，设置在高电压仓室(h)内导体(3)和光纤敏感环(4)，以及输入及输出光纤(5)；所述光纤敏感环(4)套设在导体(3)外部，输入及输出光纤(5)一端与光纤敏感环(4)相连且另一端用于传输光信号，实现电流互感器功能；所述高电压仓室(h)固定设置在绝缘柱(2)一端上，所述绝缘柱(2)包括包裹在输入及输出光纤(5)外部的电容分压绝缘芯体(6)，电容分压绝缘芯体(6)内设有与绝缘层交替环绕设置的多个电容屏。

2.根据权利要求1所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述输入及输出光纤(5)为保偏延迟光纤。

3.根据权利要求1所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述光纤敏感环(4)包括传感光纤、反射镜以及λ/4波片。

4.根据权利要求1所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述多个电容屏包括用于形成均压电容C1的均压电容屏(8)以及用于形成分压电容C2的分压电容屏(10)；所述均压电容C1与分压电容C2串联构成电容分压器，均压电容C1和分压电容C2之间引出引线，用于实现电压互感器功能。

5.根据权利要求4所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述多个电容屏还包括用于形成屏蔽电容C3的屏蔽电容屏(9),屏蔽电容C3包裹至少部分均压电容屏(8)，用于屏蔽外部干扰信号。

6.根据权利要求5所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述电容分压绝缘芯体(6)靠近导体(3)的一端为芯体上端，电容分压绝缘芯体(6)的另一端为芯体下端，芯体下端至芯体上端的方向为第一方向；

所述均压电容C1中，多块均压电容屏(8)沿电容分压绝缘芯体(6)的径向依次套设在输入及输出光纤(5)外部，最内层的均压电容屏(8)至最外层的均压电容屏(8)沿第一方向依次偏移且依次叠套。

7.根据权利要求6所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述芯体上端至芯体下端的方向为第二方向；

所述屏蔽电容C3中，多块屏蔽电容屏(9)沿电容分压绝缘芯体(6)的径向依次套设在均压电容C1外部，最内层的屏蔽电容屏(9)至最外层的屏蔽电容屏(9)沿第二方向依次偏移且依次叠套。

8.根据权利要求7所述的数字化干式互感器，其特征在于：在所述电容分压绝缘芯体(6)的径向上，最外层的均压电容屏(8)和最内层的屏蔽电容屏(9)为同一电容屏，多个均压电容屏(8)和多个屏蔽电容屏(9)整体呈倒V形结构。

9.根据权利要求7所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述分压电容C2中，多个分压电容屏(10)沿电容分压绝缘芯体(6)的径向依次套设在最外层的屏蔽电容屏(9)外部。

10.根据权利要求9所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述最外层的均压电容屏(8)和最内层的屏蔽电容屏(9)，与导体(3)等电位；所述最内层的均压电容屏(8)通过分压电容C2接地电位，最外层的屏蔽电容屏(9)接地电位。

11.根据权利要求4所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述绝缘柱(2)还包括套设在电容分压绝缘芯体(6)外部的硅橡胶伞裙(7)；

所述数字化干式互感器还包括接地法兰(11)，接地法兰(11)和导体(3)分别固定设置在绝缘柱(2)的两端上，接地法兰(11)上设有二次输出接口(12)，输入及输出光纤(5)一端与光纤敏感环(4)相连，另一端与二次输出接口(12)相连，均压电容C1和分压电容C2之间引出的引线与二次输出接口(12)。

12.根据权利要求1所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述数字化干式互感器还包括电路连接结构(1)，导体(3)两端各连接一组电路连接结构(1)。

13.根据权利要求1所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述输入及输出光纤(5)和电容分压绝缘芯体(6)一体化设计制作，形成封闭实心的一体式结构。

14.根据权利要求13所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述输入及输出光纤(5)嵌置在电容分压绝缘芯体(6)的中心位置。

15.根据权利要求14所述的数字化干式互感器，其特征在于：所述输入及输出光纤(5)和电容分压绝缘芯体(6)通过以下方法制作：所述输入及输出光纤(5)外部包绕环氧树脂纤维布并浸润环氧树脂，固化后得到输入及输出光纤棒；将电容屏和绝缘层交替包绕在输入及输出光纤棒外部，从而形成包裹在输入输出光纤棒外部的电容分压绝缘芯体(6)。

16.一种隔离开关，其特征在于：所述隔离开关包括至少一组权利要求1-15任意一项所述的数字化干式互感器。

17.根据权利要求16所述的隔离开关，其特征在于：所述隔离开关还包括至少一组动触头(13)，传动立柱(15)，以及旋转机构(16)；所述传动立柱(15)与绝缘柱(2)并排间隔设置，动触头(13)设置在传动立柱(15)一端上，旋转机构(16)与传动立柱(15)另一端传动相连，旋转机构(16)通过传动立柱(15)驱动动触头(13)转动使其与导体(3)连接的静触头闭合和分断。