一種全光纖電流互感器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種全光纖電流互感器，包括高壓絕緣殼罩、導(dǎo)電柱、光學(xué)傳感環(huán)、傳輸光纖、復(fù)合支柱絕緣子、固定基座和合并單元控制箱，導(dǎo)電柱和光學(xué)傳感環(huán)設(shè)在高壓絕緣殼罩內(nèi)，高壓絕緣殼罩的外部兩端對稱設(shè)有與導(dǎo)電柱電連接的高壓導(dǎo)線接線端子，高壓絕緣殼罩裝在復(fù)合支柱絕緣子的頂端，傳輸光纖設(shè)在復(fù)合支柱絕緣子的絕緣芯棒內(nèi)，光學(xué)傳感環(huán)的光纖接頭與傳輸光纖熔接；合并單元控制箱設(shè)在固定基座內(nèi)，傳輸光纖與連接光纜熔接；合并單元控制箱內(nèi)設(shè)有光源?光纖耦合器、偏振器、光相位調(diào)制器、光電探測器和信號處理電路板。本電流互感器的傳感光信號在發(fā)送和接收時通過同一光纖和同一光學(xué)系統(tǒng)，提高了測量精度及長期運行的穩(wěn)定可靠性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種全光纖電流互感器
本專利技術(shù)屬于高壓輸變電設(shè)備
，涉及一種電流互感器，尤其涉及一種全光纖電流互感器。
技術(shù)介紹
隨著電力系統(tǒng)中電網(wǎng)電壓等級的不斷提高、容量不斷增大以及智能電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的要求，傳統(tǒng)電磁式電流互感器已經(jīng)越來越不能滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求。由于電流互感器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，為各種安全穩(wěn)定控制、繼電保護(hù)及計量裝置提供電信號，隨著國內(nèi)智能化變電站的全面建設(shè)，光學(xué)電流互感器替代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器是必然的趨勢。光學(xué)電流互感器分為全光纖型、塊狀玻璃型和混合型三種，其中，全光纖型和塊狀玻璃型電流互感器主要利用了光學(xué)材料的法拉第效應(yīng)。全光纖型電流互感器采用光纖作為傳感材料，具有柔軟可彎曲、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、易與傳輸光纖耦合、可長距離傳輸、便于與計算機連接組成遙測網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點。現(xiàn)有技術(shù)中的全光纖型電流互感器一般通過偏振計量技術(shù)對線偏振光的偏振態(tài)的改變達(dá)到測量電流的目的，這種測量方式中，由于光傳輸路徑存在非互易性，系統(tǒng)的測量精度易受光纖雙折射、環(huán)境溫度、振動等因素的影響，使得全光纖電流互感器長期以來在測量精度、長期運行的可靠性等方面難以滿足實際要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種全光纖電流互感器，該電流互感器的結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，光學(xué)傳感環(huán)與傳輸光纖采用熔接形成同一光纖，使得光傳輸路徑具有互易性，傳感光信號在發(fā)送和接收時通過同一光纖和同一光學(xué)系統(tǒng)，并且光學(xué)傳感環(huán)采用閉合結(jié)構(gòu)，杜絕了光學(xué)傳感環(huán)外的干擾影響，有效提高了系統(tǒng)抗震動、抗干擾及抗溫度變化等性能，有效保證了其測量精度及長期運行的穩(wěn)定可靠性。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為，一種全光纖電流互感器，包括高壓絕緣殼罩、導(dǎo)電柱、光學(xué)傳感環(huán)、傳輸光纖、復(fù)合支柱絕緣子、固定基座和合并單元控制箱，所述導(dǎo)電柱和光學(xué)傳感環(huán)均設(shè)置在高壓絕緣殼罩內(nèi)，所述導(dǎo)電柱水平貫穿設(shè)置在光學(xué)傳感環(huán)的環(huán)心處，所述高壓絕緣殼罩的外部兩端對稱設(shè)有高壓導(dǎo)線接線端子，所述高壓導(dǎo)線接線端子與導(dǎo)電柱位于同一條直線上且高壓導(dǎo)線接線端子與導(dǎo)電柱電連接；所述高壓絕緣殼罩通過連接法蘭板固定安裝在復(fù)合支柱絕緣子的頂端，所述復(fù)合支柱絕緣子包括玻璃鋼傘裙和絕緣芯棒，所述傳輸光纖豎直設(shè)置在絕緣芯棒的內(nèi)腔，所述高壓絕緣殼罩的底部開口，并在連接法蘭板上開設(shè)通孔，所述光學(xué)傳感環(huán)的光纖接頭穿過連接法蘭板的通孔與傳輸光纖熔接；所述復(fù)合支柱絕緣子的底端通過連接法蘭板與固定基座固定連接，所述合并單元控制箱設(shè)置在固定基座的內(nèi)腔中，所述傳輸光纖與合并單元控制箱上的連接光纜熔接；所述合并單元控制箱內(nèi)設(shè)有光源-光纖耦合器、偏振器、光相位調(diào)制器、光電探測器和信號處理電路板，所述光源-光纖耦合器、偏振器和光相位調(diào)制器依次通過連接光纜相連接，所述光相位調(diào)制器通過連接光纜連接傳輸光纖，所述光電探測器通過連接光纜連接耦合器的光信號輸出端，所述光電探測器的電信號輸出端電連接信號處理電路板，所述信號處理電路板電連接光相位調(diào)制器。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述高壓絕緣殼罩采用表面制備氧化陶瓷膜的鋁合金板制作而成，高壓絕緣殼罩的形狀為圓柱形，底部通過緊固螺栓與法蘭連接板固定連接而進(jìn)行封口，所述光學(xué)傳感環(huán)同軸設(shè)置在高壓絕緣殼罩的內(nèi)部，所述導(dǎo)電柱和高壓導(dǎo)線接線端子均位于光學(xué)傳感環(huán)的中心軸線上。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)電柱的兩端套接固定安裝在高壓絕緣殼罩上，并在導(dǎo)電柱與高壓絕緣殼罩的接觸部設(shè)有絕緣密封墊圈，所述高壓導(dǎo)線接線端子套設(shè)在矩形的絕緣殼罩內(nèi)，高壓導(dǎo)線接線端子的一端通過緊固螺釘與導(dǎo)電柱固定連接，另一端上設(shè)有多個接線柱孔，所有接線柱孔露出在絕緣殼罩的外部，并采用設(shè)置在絕緣殼罩上部的頂蓋進(jìn)行密封。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述光學(xué)傳感環(huán)包括圓環(huán)形支撐座、均勻纏繞在圓環(huán)形支撐座上的V形槽的傳感光纖、熔接在傳感光纖頭部的反射鏡以及熔接在傳感光纖尾部的1/4波片，所述反射鏡與1/4波片相互對立設(shè)置，所述光纖接頭與1/4波片相連接，在V形槽內(nèi)灌封有紫外線固化膠對傳感光纖進(jìn)行定位密封。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述支撐座的底部設(shè)有固定臺板，所述固定臺板通過緊固螺釘固定安裝在設(shè)置于高壓絕緣殼罩底部的連接法蘭板上，所述固定臺板上開設(shè)有與連接法蘭板相對應(yīng)的通孔。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述玻璃鋼傘裙采用浸潤有環(huán)氧樹脂的三維玻璃纖維布繞制而成的環(huán)狀傘裙，傘裙分為大傘裙和小傘裙，大傘裙和小傘裙等間隔套設(shè)在絕緣芯棒的外部，并且大傘裙、小傘裙與絕緣芯棒的接觸部采用環(huán)氧樹脂膠粘接，所述絕緣芯棒采用環(huán)氧樹脂塑膠模壓成型制成的空心芯棒。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述傳輸光纖采用保偏光纜，保偏光纜與絕緣芯棒之間的空腔內(nèi)填充有環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行密封，通過環(huán)氧樹脂膠對傳輸光纖進(jìn)行定位固定，防止其受振動的影響。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述合并單元控制箱采用鋁制矩形箱體，在箱體的側(cè)壁上開設(shè)有散熱柵格，所述光源-光纖耦合器上設(shè)有LED光源和保偏光纖耦合器，所述LED光源與保偏光纖耦合器通光纖相連接，所述信號處理電路板上設(shè)有光纖調(diào)制解調(diào)模塊、主控CPU、遠(yuǎn)程無線通信模塊和溫度監(jiān)測模塊，所述光纖調(diào)制解調(diào)模塊、溫度監(jiān)測模塊和遠(yuǎn)程無線通信模塊均與主控CPU相連接，所述光纖調(diào)制解調(diào)模塊與光相位調(diào)制器電連接，與溫度監(jiān)測模塊相連接的為設(shè)置在傳輸光纖端部的溫度探頭。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)所提出的全光纖電流互感器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，拆卸組裝維修更換方便，體積小、重量輕、安裝靈活、運輸安裝成本低，集測量、遠(yuǎn)程通信及安全保護(hù)于一體，大大提高了電流檢測的精度及長期運行使用的穩(wěn)定可靠性；由于光學(xué)傳感環(huán)、傳輸光纖及連接光纜熔接成為一根光纖且輸入和輸出的光信號經(jīng)過同一個光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行處理，形成了互易（是指兩束光信號走過同一條路徑）光路結(jié)構(gòu)，并通過反射鏡進(jìn)一步使得兩束光信號在同一條路徑上嚴(yán)格同步，從而大大降低了溫度、振動對光信號傳輸?shù)挠绊懀行岣吡斯庑盘杺鬏數(shù)姆€(wěn)定性；通過設(shè)置在固定基座內(nèi)部的合并單元控制箱的信號處理電路板實現(xiàn)對光相位調(diào)制器進(jìn)行負(fù)反饋控制，構(gòu)成一個全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)，有效保證了整個全光纖電流互感器系統(tǒng)的工作穩(wěn)定可靠性，實現(xiàn)了高靈敏度及大范圍的測量精度，同時也實現(xiàn)了全光纖電流互感器系統(tǒng)的遠(yuǎn)程智能化操控，大大提高了全光纖電流互感器的使用便利性。附圖說明圖1為本專利技術(shù)全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)全光纖電流互感器的工作原理框圖。圖中：1-高壓絕緣殼罩，2-導(dǎo)電柱，3-光學(xué)傳感環(huán)，4-連接法蘭板，5-傳輸光纖，6-復(fù)合支柱絕緣子，7-連接法蘭板，8-固定基座，9-合并單元控制箱，10-高壓導(dǎo)線接線端子，11-絕緣殼罩，12-支撐座，13-V形槽，14-傳感光纖，15-固定臺板，16-反射鏡，17-1/4波片，18-傘裙，19-絕緣芯棒，20-頂蓋。具體實施方式為了加深對本專利技術(shù)的理解和認(rèn)識，下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述和介紹。實施例1：如圖1和2所示，一種全光纖電流互感器，包括高壓絕緣殼罩1、導(dǎo)電柱2、光學(xué)傳感環(huán)3、傳輸光纖5、復(fù)合支柱絕緣子6、固定基座8和合并單元控制箱9，所述導(dǎo)電柱2和光學(xué)傳感環(huán)3均設(shè)置在高壓絕緣殼罩1內(nèi)，所述導(dǎo)電柱2水平貫穿設(shè)置在光學(xué)傳感環(huán)3的環(huán)心處，所述高壓絕緣殼罩1的外部兩端對稱設(shè)有高壓導(dǎo)線接線端子10，所述高壓導(dǎo)線接線端子10與導(dǎo)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種全光纖電流互感器，其特征在于：包括高壓絕緣殼罩、導(dǎo)電柱、光學(xué)傳感環(huán)、傳輸光纖、復(fù)合支柱絕緣子、固定基座和合并單元控制箱，所述導(dǎo)電柱和光學(xué)傳感環(huán)均設(shè)置在高壓絕緣殼罩內(nèi)，所述導(dǎo)電柱水平貫穿設(shè)置在光學(xué)傳感環(huán)的環(huán)心處，所述高壓絕緣殼罩的外部兩端對稱設(shè)有高壓導(dǎo)線接線端子，所述高壓導(dǎo)線接線端子與導(dǎo)電柱位于同一條直線上且高壓導(dǎo)線接線端子與導(dǎo)電柱電連接；所述高壓絕緣殼罩通過連接法蘭板固定安裝在復(fù)合支柱絕緣子的頂端，所述復(fù)合支柱絕緣子包括玻璃鋼傘裙和絕緣芯棒，所述傳輸光纖豎直設(shè)置在絕緣芯棒的內(nèi)腔，所述高壓絕緣殼罩的底部開口，并在連接法蘭板上開設(shè)通孔，所述光學(xué)傳感環(huán)的光纖接頭穿過連接法蘭板的通孔與傳輸光纖熔接；所述復(fù)合支柱絕緣子的底端通過連接法蘭板與固定基座固定連接，所述合并單元控制箱設(shè)置在固定基座的內(nèi)腔中，所述傳輸光纖與合并單元控制箱上的連接光纜熔接；所述合并單元控制箱內(nèi)設(shè)有光源?光纖耦合器、偏振器、光相位調(diào)制器、光電探測器和信號處理電路板，所述光源?光纖耦合器、偏振器和光相位調(diào)制器依次通過連接光纜相連接，所述光相位調(diào)制器通過連接光纜連接傳輸光纖，所述光電探測器通過連接光纜連接耦合器的光信號輸出端，所述光電探測器的電信號輸出端電連接信號處理電路板，所述信號處理電路板電連接光相位調(diào)制器。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種全光纖電流互感器，其特征在于：包括高壓絕緣殼罩、導(dǎo)電柱、光學(xué)傳感環(huán)、傳輸光纖、復(fù)合支柱絕緣子、固定基座和合并單元控制箱，所述導(dǎo)電柱和光學(xué)傳感環(huán)均設(shè)置在高壓絕緣殼罩內(nèi)，所述導(dǎo)電柱水平貫穿設(shè)置在光學(xué)傳感環(huán)的環(huán)心處，所述高壓絕緣殼罩的外部兩端對稱設(shè)有高壓導(dǎo)線接線端子，所述高壓導(dǎo)線接線端子與導(dǎo)電柱位于同一條直線上且高壓導(dǎo)線接線端子與導(dǎo)電柱電連接；所述高壓絕緣殼罩通過連接法蘭板固定安裝在復(fù)合支柱絕緣子的頂端，所述復(fù)合支柱絕緣子包括玻璃鋼傘裙和絕緣芯棒，所述傳輸光纖豎直設(shè)置在絕緣芯棒的內(nèi)腔，所述高壓絕緣殼罩的底部開口，并在連接法蘭板上開設(shè)通孔，所述光學(xué)傳感環(huán)的光纖接頭穿過連接法蘭板的通孔與傳輸光纖熔接；所述復(fù)合支柱絕緣子的底端通過連接法蘭板與固定基座固定連接，所述合并單元控制箱設(shè)置在固定基座的內(nèi)腔中，所述傳輸光纖與合并單元控制箱上的連接光纜熔接；所述合并單元控制箱內(nèi)設(shè)有光源-光纖耦合器、偏振器、光相位調(diào)制器、光電探測器和信號處理電路板，所述光源-光纖耦合器、偏振器和光相位調(diào)制器依次通過連接光纜相連接，所述光相位調(diào)制器通過連接光纜連接傳輸光纖，所述光電探測器通過連接光纜連接耦合器的光信號輸出端，所述光電探測器的電信號輸出端電連接信號處理電路板，所述信號處理電路板電連接光相位調(diào)制器。2.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖電流互感器，其特征在于，所述高壓絕緣殼罩采用表面制備氧化陶瓷膜的鋁合金板制作而成，高壓絕緣殼罩的形狀為圓柱形，底部通過緊固螺栓與法蘭連接板固定連接而進(jìn)行封口，所述光學(xué)傳感環(huán)同軸設(shè)置在高壓絕緣殼罩的內(nèi)部，所述導(dǎo)電柱和高壓導(dǎo)線接線端子均位于光學(xué)傳感環(huán)的中心軸線上。3.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖電流互感器，其特征在于，所述導(dǎo)電柱的兩端套接固定安裝在高壓絕緣殼罩上，并在導(dǎo)電柱與高壓絕緣殼罩的接觸部設(shè)有絕緣密封墊圈，所述高壓導(dǎo)線接線端子套設(shè)在矩形的絕緣殼罩內(nèi)，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱俊，高建，王磊，
申請(專利權(quán))人：江蘇駿龍光電科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32