一种全光纤电流互感器的制造方法_2

文档序号:9163215阅读:来源:国知局

[0033](5) 一次传感单元部分的固定支座之间至少安装一个互感器敏感环,可分别对应不同的二次采集器,实现冗余配置,提高全光纤电流互感器的工作可靠性。
[0034](6)互感器敏感环中将光纤绕制在圆环形骨架的外圆柱面上,盖子盖在骨架上后在光纤周围存在空的间隙,在该间隙部位填充热膨胀系数小的流体或半固态胶,可减小外部环境变化和振动对敏感环的影响,有效提高其抗温度变化和抗振动的性能。
[0035](7)机箱箱体采用铝制箱体,表面喷涂户外防护漆,结构密封性好,牢固可靠,能适应户外使用,适合批量加工生产的要求。
[0036](8)在箱体上,与箱盖、散热器和面板的结合面上均采用密封槽加导电密封条的结构,该结构充分利用了橡胶的弹性,既满足了环境密封的要求,又提高了二次机箱的电磁兼容性能,而且所需加工手段和材料成本低廉,便于加工和采购。
【附图说明】
[0037]图1为本实用新型提供的全光纤电流互感器的结构示意图;
[0038]图2为全光纤电流互感器中的一次传感单元部分的竖直纵剖面图;
[0039]图3为连接金具的结构示意图;
[0040]图4为全光纤电流互感器中二次采集机箱部分的竖直纵剖面图;
[0041]其中:1-一次传感单元部分;2_待测载流管母线;3_均压环;4_分段式复合绝缘子;5_屏蔽筒;6_短波纹管;7-光纤;8_连接封头;9_连接螺栓;10-连接板;11-波纹管接头;12-波纹管;13-二次采集机箱;14-上防护外壳;15-管母线金具;16-固定支座;17_互感器敏感环;18_密封环;19_下防护外壳;20_法兰板;21_连接金具;22_箱盖;23_箱体;24-散热器;25_面板;26_底板;27-导电密封条。
【具体实施方式】
[0042]为了更好地理解本实用新型,下面结合说明书附图和实例对本实用新型的内容做进一步的说明。
[0043]本实用新型提供一种应用于±1100kV电压等级特高压直流输电工程中的全光纤电流互感器,如图1所示:该电流互感器共包括三部分:一次传感单元部分1、二次采集机箱部分13和可折叠式的分段式复合绝缘子4。
[0044]如图2所示:在高压侧,一次传感单元部分I包括:上防护外壳14、待测载流管母线2、管母线金具15、固定支座16、互感器敏感环17、密封环18、下防护外壳19、法兰板20、连接金具21等。
[0045]以法兰板20为基础,固定支座16用螺栓固定于其上,左右两个固定支座16之间装有互感器敏感环17,互感器敏感环17的主要作用是用光纤围绕在待测载流管母线2周围,基于Faraday磁光效应,通过敏感导线电流周围的环形磁场来测量电流的瞬时值。固定支座16之间固定的互感器敏感环17可根据需要配备I个或多个,分别对应不同的二次采集器,可以实现冗余配置以提高产品可靠性。
[0046]管母线金具15、固定支座16、互感器敏感环17均位于防护外壳内,防护外壳与待测载流管母线2同轴设置,包括上防护外壳14和下防护外壳19,防护外壳与待测载流管母线2的接缝处压有密封环18,以提高防护外壳的密封性,防止外部干扰;下防护外壳19通过一圈螺钉或铆钉固定在法兰板20上。管母线金具15也通过螺栓在法兰板20上,其结构是抱箍式的,可以把待测载流管母线2固定住,并能保证待测载流管母线2和互感器敏感环17同轴。
[0047]互感器敏感环17外形为圆环形,主要由传感光纤、缠绕光纤的支撑骨架及覆盖其上的盖子三部分组成,不包含任何电子元件和有源器件。
[0048]光纤绕制在骨架的外圆柱面上,盖子盖在圆环形骨架上之后,在光纤周围存在空的间隙,可在该间隙部位填充热膨胀系数小的流体或半固态胶,以减小外部环境变化和振动对敏感环的影响。所述的圆环形骨架所用材质可以是金属的,也可以是非金属的。目前互感器敏感环普遍采用的是金属骨架,由于金属的热膨胀系数和光纤的差距较大,所以在温度变化较大的时候,骨架的膨胀和收缩会对光纤造成应力影响,从而影响到质量,因此,在本专利的实施例中,使用了热膨胀系数小的非金属材料骨架,如聚酰亚胺(PD材质的圆环形骨架,可最大限度减小骨架的膨胀和收缩对光纤造成的应力影响。
[0049]骨架和盖子可以用螺钉或卡口来紧固。互感器敏感环17上设有2至4个通孔,便于用螺栓将其固定在固定支座16上。在敏感环下端,留有光纤出口,绕制后的光纤末端从此甩出,并与分段式复合绝缘子4 一端引出的光纤7进行熔接。
[0050]如图4所示:在低压侧,二次采集机箱部分13主要包括箱体23、二次采集器和附属的光缆电缆。所述箱体23采用密封结构,箱体23的前、后侧分别安装有散热器24和面板25,箱体底板26上开有两个孔,设有用于将箱体23内光缆和电源线引出至箱体23外的密封接头。
[0051]首先,箱体23采用铝板分段拼焊结构或整体铸造成型,表面喷涂户外防护漆,结构密封性好,牢固可靠,适合批量加工生产的要求;其次,在箱体23上,与箱盖22、散热器24和面板25的结合面上分别有一圈连续的密封槽。在该密封槽内设置有一圈连续的导电密封条27,该导电密封条27是由两层橡胶构成,内层是普通硅橡胶,外层是导电橡胶。这种密封槽加导电密封条27的结构,充分利用了橡胶的弹性,在满足了环境密封要求的同时增强了机箱的屏蔽性能,提高了机箱的电磁兼容性,而且所需加工手段和材料成本低廉,便于加工和米购。
[0052]面板25相当于机箱的门,用于打开或关闭机箱;针对二次采集器中带有发热元件的功能模块,配以翅片式形状的散热器24来散热,通过螺钉将其连接在散热器24背面,并与箱体23贴合紧密,必要时涂导热硅胶,用于提高散热效果。
[0053]机箱内可根据需要配置多个二次采集器,可连接至同一个或不同的合并单元。机箱可根据需要安置在室内或室外。
[0054]全光纤电流互感器采用现阶段成熟的反射式全光纤光路结构方案,高压侧与低压侧之间的测量信息是通过一根玻璃光纤7连接并传输,在高压侧部分由互感器敏感环17感应电流完成信号的采集,敏感到的电流信息由保偏传感光纤7传输到低压侧的二次采集器,二次采集器包含光路模块和电路模块,光路模块将光信号转化为电信号,并传输给电路模块,电路模块利用基于DSP+FPGA的系统设计方案通过同步采样技术和闭环控制策略来实现后续信号处理,从而达到将一次侧的大电流和高电压转换为小电流、低电压的数字信号,实现测量功能;二次采集器将电流信息提取出来后,通过输出接口送给上位机及合并单
J L ο
[0055]连接高压侧与低压侧的光纤7是一种特殊的光纤--偏振保持光纤(简称保偏光纤)。这是一种特殊的单模光纤,它可以有效保持线偏振光的偏振态。一般有高双折射光纤与低双折射光纤两种方案,高双折射光纤根据具体的结构不同可分为=PANDA型、Tiger型、Bowtie型、椭芯型等。为了便于与其他光纤恪接,本实施例选择制造成本较低、工艺较为成熟的PANDA型保偏光纤。
[0056]如图1所示:高压侧与低压侧通过直流复合光纤绝缘子形成结构上的连接。单根的± IlOOkV直流复合光纤绝缘子尺寸较长,经过仿真计算其长度达到19.7米(含一次传感部分)。基于强度考虑,同时为了便于运输及安装,本实施例提供一种可折叠的分段式直流复合光纤绝缘子,整个直流复合光纤绝缘子可分为N(N多2,N为整数)段,每一段结构均由伞裙护套、环氧树脂芯棒和端部连接金具21三部分组成,段与段之间通过连接金具21进行连接,大大减小了包装及运输尺寸。
[0057]伞群护套用有机硅橡胶材料制作,伞裙采用大小伞间隔分布排列方式,最大优点在于质量轻,憎水性能好,电气性能优异,尤其是耐污闪性能和高海拔绝缘性能极佳。
[0058]环氧树脂芯棒设于伞群护套内,每根环氧树脂芯棒内部为中空结构,在其中预埋有若干根保偏光纤7,埋好光纤7并在其中灌充环氧胶密封后待其固化。
[0059]如图3所示:连接金具21中空,其一端与环氧树脂芯棒固定,另一端设有沿其轴线方向,向外侧沿伸的连接封头8 ;其侧部留有安装孔,用于和两端带接头的波纹管6
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