一种自校验的电容分压型光学电压传感器的制作方法

本实用新型一种自校验的电容分压型光学电压传感器，用于在不断电的情况下对变电站中线路的电压进行实时在线测量。

背景技术：

高压输电线路电压的测量对维护电力系统的安全运行具有重要的意义，常用的测量仪器有电压互感器，传统的电压互感器的测量频带窄、绝缘性能差等特点，为解决这一问题，光学电压互感器应用而生，光学电压互感器具有绝缘结构简单、动态范围大、测量频带宽、瞬变响应快、抗干扰能力强、不会产生磁饱和以及铁磁谐振、体积小、重量轻、输出数字化等一系列优点。然而光学电压互感器的传感头易受温度和的振动的影响，并且考虑到光学电压传感头直接接至高压输电线路后其绝缘可能会被击穿，不能保证光学电压互感器的可靠运行。

技术实现要素：

鉴于上述常规光学电压互感器存在的不足，本实用新型提供一种自校验的电容分压型光学电压传感器，通过两个电容分压器分压后再连接至光学电压互感器，保证了光学电压互感器的可靠性，并且光学电压传感器选用自愈型光学电压互感器，通过采用基准源自动校准的设计方案，解决光学电压互感器测量精度因温度漂移造成的误差。

本实用新型采取的技术方案为：

一种自校验的电容分压型光学电压传感器，包括接线柱、高压电容分压器、自动升降装置、低压电容分压器、光学电压传感器、底座、信号处理终端。

接线柱安装在高压电容分压器上端，并通过导线与高压电极连接，保证采集到的电压信号可以送至高压电容分压器进行分压。高压电极通过导线和自动升降装置连接，自动升降装置自动升降装用导电性能良好的铝和合金制成，具有良好的导电性，实现了将高压电容侧的电压送至低压电容侧。低压极板上端连接至自动升降装置，用以接收高压侧传送过来的电压信号。光学电压传感器通过导线与低压极板连接。接线柱、高压电容分压器、自动升降装置、低压电容分压器安装在底座上，光学电压传感器安装在底座内部，底座采用绝缘绝缘性能良好的混合绝缘材料制成。

所述高压电容分压器包括高压电极、第一环氧套管、第一复合绝缘子、高压电容。第一复合绝缘子安装在第一环氧套管外侧构成传感器绝缘外壳，高压电极、高压电容连接安装在绝缘外壳内部，用以接收电压信号并进行分压。

所述自动升降装置采用导电性能良好的铝合金制作而成，内置无线接收模块；

所述低压电容分压器包括低压极板、第二环氧套管、第二复合绝缘子、低压电容。第二复合绝缘子安装在第二环氧套管外侧构成传感器绝缘外壳，低压极板、低压电容连接安装在绝缘外壳内部，用以接收电压信号并进行分压。

所述光学电压传感器包括两个自愈型光学电压互感器，光学电压传感器连接信号处理终端。

所述接线柱采用铝合金制作而成。

所述高压电容分压器、低压电容分压器用于对一次侧导线的高电压进行的分压。

所述自动升降装置采用定制的自动升降装置，共三层，第一层半径12cm,第二层半径10cm，第三层半径8cm，每层升降高度约为2m，整个升降系统升降高度为0到6米，自动升降装置的电动机内置无线接收器，其可控距离约为200米，操作者在远处可以利用遥控器控制自动升降装置升降的高度。

自动升降装置采用铝合金制作而成，用于将接线柱送至接触一次侧导线，并将信号由高压侧传送至低压侧。

所述信号处理终端，用于对两个自愈型光学电压互感器输出的信号进行对比分析，判断自愈型光学电压互感器是否处于正常状态，若正常运行，对两路信号数据信号进行分析和处理。

本实用新型一种自校验的电容分压型光学电压传感器，技术效果如下：

1)、接线柱具有良好的导电性，通过自动升降装置将接线柱送至接触高压输电线路，实现信号的可靠采集。并且测量过程中无需断开线路电圧，不会干扰线路的正常运行，大大简化了现场操作的复杂性。

2)、高压、低压电容分压器，用于对一次侧导线的高电压进行适当的分压，保证光学电压传感器线性度的要求。本文选用的电容分压器和电容分压型互感器的电容分压器相比较，两者有相同的作用和原理，但是对光学电压互感器用电容分压器有更高的精度和稳定性要求，因此对电容分压器进行了更为精细的优化设计，主要是通过杂散电容的仿真和计算分析杂散电容引起的比差和角差来进行额定电容的选取。

3)、自动升降装置铝合金材料制作而成，具有良好的导电性，保证了高压电容分压侧和低压电容分压侧的可靠连接。并且自动升降装置内置无线接收装置，操作者在远处既可以控制其高度，保证测量过程的安全性。

4)、本实用新型一种自校验的电容分压型光学电压传感器，选用两个自愈型光学电压互感器，通过两路输出信号的对比分析，判断互感器是否正常工作，实现两个互感器的相互校验。

5)、本实用新型一种自校验的电容分压型光学电压传感器，具有光学电压互感器其绝缘结构简单、动态范围大、测量频带宽、瞬变响应快、抗干扰能力强等优点，又通过温度补偿措施解决了光学电压互感器传感头易受温度影响的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电容分压原理结构示意图。

图3为自动升降装置结构图。

图4为Pockles效应的原理图。

图5为本实用新型的自愈型光学电压传感器结构图。

具体实施方式

一种自校验的电容分压型光学电压传感器，包括接线柱1、高压电容分压器2、自动升降装置3、低压电容分压器4、光学电压传感器5、底座6、信号处理终端7。

接线柱1由自动升降装置3送至接触导线，电压信号依次经过高压电容分压器2和低压电容分压器4后，通过光纤传送到两个光学电压传感器5，光学电压传感器将电压信号经光缆送至信号处理终端7，通过两路信号的对比分析，实现对高压输电线路电压的精确测量。接线柱1采用具有良好导电性能的铝合金制作而成，可以在高压输电线路不断电的情况下直接接入电路并获取电压信号，不会干扰线路的正常运行，大大简化了现场操作的复杂性。所述高压电容分压器2由高压电极8、第一环氧套管9、第一复合绝缘子10、高压电容11组成，主要作用是对导线的高电压进行适当的分压，保证光学电压传感器线性度的要求。所述低压电容分压器4由低压极板12、第二环氧套管9、第二复合绝缘子10、低压电容13组成，其作用和高压电容分压器2作用一样，用于对一次侧导线的高电压进行适当的分压，保证光学电压传感器线性度的要求。

所述自动升降装置3采用定制的自动升降装置，共三层，第一层a半径12cm，第二层b半径10cm，第三层c半径8cm，每层升降高度约为2m，整个升降系统升降高度为0到6米，并且电动机M内置无线接收器，其可控距离约为200米，操作者在远处可以利用遥控器控制自动升降装置升降的高度。

所述光学电压传感器5选用基于Pockels效应的自愈型光学电压互感器，主要光学器件包括起偏器5.1、BGO晶体5.2、λ/4波片5.3和检偏器5.4。考虑到温度对传感头的影响，通过采用基准源自动校准的设计方案，解决光学电压互感器测量精度因温度漂移造成的误差。

所述光学电压传感器5选用两个基于Pockels效应的自愈型光学电压互感器，通过对两个自愈型光学电压互感器输出结果的对比分析，实现两个互感器的自校验。

所述信号处理终端7，采用采用PowerPC系列处理器构成核心处理单元，并通过LCD显示屏实现信号参数和波形的实时显示。通过对两个自愈型光学电压互感器输出的信号进行对比分析，判断自愈型光学电压互感器是否处于正常状态，若正常运行，对两路信号数据信号进行分析和处理。

所述接线柱1由自动升降装置3送至接触导线，接线柱1采集到的电压信号依次经过高压电极和低压电极后，通过光纤传送到两个自愈型光学电压互感器，自愈型光学电压互感器提高了光学电压互感器温度的稳定性。自愈型光学电压互感器将电压信号经光缆送至信号处理终端7，通过两路信号的对比分析，实现对高压输电线路电压的精确测量。

所述接线柱1采用具有良好导电性能的铝合金制作而成，可以在高压输电线路不断电的情况下直接接入电路并获取电压信号，不会干扰线路的正常运行，大大简化了现场操作的复杂性。

所述高压电容分压器2由高压电极8、第一环氧套管9、第一复合绝缘子10、高压电容C1组成，主要作用是对导线的高电压进行适当的分压，保证光学电压传感器线性度的要求。通过电容分压原理的计算公式其中计算可得高压电容分压其里面有92个高压电容串联组成，C1＝5062pF。

所述自动升降装置3采用铝合金制作而成，具有良好的导电性，用于将接线柱1送至接触一次侧导线，并将信号由高压侧传送至低压侧。自动升降装置3内置无线接收模块，上升高度约0到8m左右，工作人员在安全距离外即可通过遥控器控制其升降。

所述低压电容分压器4由低压极板12、第二环氧套管、第二复合绝缘子、低压电容C2组成，其作用和高压电容分压器2作用一样，用于对一次侧导线的高电压进行适当的分压，保证光学电压传感器线性度的要求。同样根据电容分压原理公式可计算出，低压电容分压器里面由下节由88个高压电容C1串联后再与并联后的2个低压电容C2元件串联组成，C2＝1.82pF。

所述第一复合绝缘子10、第二复合绝缘子绝缘子根部直径220mm，大伞群外径为360mm，小伞裙外径为300mm，法兰直径368mm，保证了高压电容分压器和低压电容分压器的可靠绝缘。