专利名称：高压绝缘光纤柱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高电压与绝缘技术领域，也可隶属于光通信领域，尤其涉及一种 高压绝缘光纤柱。
背景技术：
现国内一些厂家生产的光纤柱主要用于电子式互感器等设备，光纤根数比较少， 一般只有几根光纤，结构上是在环氧棒上刻槽，将光纤埋入槽内，然后再在环氧棒外面加上 有机复合绝缘材料，或者将环氧棒放入绝缘筒内然后再填充绝缘物质。这种构造的光纤柱 存在的缺陷是绝缘性能差，光损耗大，加工复杂，成品率低，使用寿命短，且内置光纤数量 受限。近些年，在串补工程中，亦出现了由国外公司提供的光纤柱，其大概结构跟上述结 构类似。自2001年开始，中国电科院高压所(北京伏安电气公司)开始自主研发超高压交 流输电线路可控串补成套设备。其中，光纤柱是需国产化的串补设备之一。在串联补偿系统中，串补平台上有部分电子模块需要与地面进行实时通讯。由于 平台与输电线路连接，正常运行时处于高电位，平台与地面的通讯是不能直接使用电信号 的，目前最理想的方式是使用光信号。光纤柱作为光信号在平台与地面之间传输的通道，必 须至少满足两个条件一是光损小，二是耐压水平高。串联补偿系统中还有一部分电路模块需要从地面用激光向其供能。传输激光能量 的光纤比普通的通讯光纤更容易因弯折或挤压等外力作用而损耗过大，如果结构设计不合 理，激光送能效率会大大降低。另外，串补用光纤柱要求内置几十根通讯光纤和送能光纤， 这对光纤柱的设计和制造工艺提出了更高的要求。由于国内没有成熟的适合于串补工程使用的光纤柱产品，因此只能进行自主开 发。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高压绝缘光纤柱，其可以克服现有技术的缺陷，高 质量的利用光纤进行光通信和光送能，以满足实现在超/特高压电力系统中的光通信和光 送能。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种高压绝缘光纤柱，包括有一组光纤，还包括有一只空心绝缘导管；空心绝缘导 管两端连接有金具，该金具至少包括一过渡法兰和一带有出纤接口的封头；由各封头的出 纤接口引出一根用于穿置光纤的波纹管；一对均压环套置于空心绝缘导管近两端处；所述 的一组光纤置于空心绝缘导管内，该组光纤的两端从空心绝缘导管依次经过渡法兰、封头 和波纹管引出。在空心绝缘导管内填充可裹住光纤的绝缘膏体。[0012]所述空心绝缘导管采用有机复合材料外绝缘的空心绝缘导管，该空心绝缘导管的 构型具有电弧距离和爬电距离结构。所述过渡法兰带有光纤通孔和注胶孔。所述电弧距离(空气绝缘距离)是指绝缘导管在正常带有运行电压的两个金属部 件之间外部空间的最短距离。所述爬电距离是指在绝缘导管正常施加运行电压的导电部件之间沿其外表面的 最短距离或最短距离之和。本实用新型高压绝缘光纤柱是利用光纤进行光通信 和光送能，光纤柱两端能够耐 受非常高的电压。本实用新型的设计使得制作的光纤柱具备在超/特高压电力系统中高电 位与低电位之间实现光通信和光送能的能力，可以实现串补平台与地面控制室之间的通信 和送能功能。本实用新型的优点是在结构上与现有产品有较大差别，可以大大提高光纤柱的 绝缘性能和使用寿命，大大减小光损耗及简化加工工艺，提高了产品的成品率，并且内置光 纤数量不受限制。该光纤柱设计的结构坚固，可以实现多路激光送能和多路数据通讯，定制 自由、安装方便。
图1为本实用新型高压绝缘光纤柱结构示意图。图2为图1中A-A剖面结构示意图(轴向剖面图)。图3为图1中I部放大结构示意图(正向剖面图)。图4为图1中II部放大结构示意图(正向剖面图)。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合图1至图4 对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。如图1、图3所示，本实用新型的一实施例提供的高压绝缘光纤柱主要由光纤10、 空心绝缘导管4、金具和均压环9等组成。本实用新型高压绝缘光纤柱的中间部分是一根内可穿置一组光纤的空心绝缘导 管4，该导管采用环氧材料制作为佳，导管外覆有外绝缘材料，可以是有机复合材料。参见图 2、图3，本实施例采用的空心绝缘导管4由环氧材料制的空心绝缘导管42、有机复合材料外 绝缘43构成，内部填充粘稠流动态的绝缘膏体41，该粘稠流动态的绝缘膏体可以裹住光纤 10，既有绝缘作用，又可以起稳固等作用。在空心绝缘导管4的两端侧套有一对间隔相置的均压环9 ；所述均压环9与封头1 经螺栓固定连接。所述的金具主要由封头1、过渡法兰2、波纹管5、接头6等金属部件相互连接构成。 过渡法兰2具有注胶孔和光纤通孔，其与法兰3相互连接，以实现波纹管5与空心绝缘导管 4的相互连通。参见图4，其主要展示了本实施例中金具封头1的结构，具有供光纤穿过的内腔 15，出口处设置一封头接头18，封头接头18的外口处设有软管19，软管19穿入波纹管5。部分部件具有密封作用。亦可呈其他的形状。具体实施方法如下 所述光纤10从空心绝缘导管4中间穿过；再从过渡法兰2的光纤通孔穿出，同时 用密封胶16密封并固化。将空心绝缘导管4的法兰3、过渡法兰2之间放置密封圈17后用 螺栓连接。通过过渡法兰2的注胶孔向空心绝缘导管4内注入绝缘膏体41，膏体注满后，与 空气呈微正压状态密封。参阅图1、图4所示，所述封头1与过渡法兰2之间放入密封圈17后，与过渡法兰 2、空心绝缘导管4的法兰3经过螺栓连接。所述封头接头18套入密封垫后，与封头1连接；波纹管5内端与封头1经空心螺 母连接，波纹管5外端与接头6经空心螺母连接；一软管19穿入波纹管5。所述的光纤10从封头1穿出，再穿入软管19，经波纹管5，直至从接头6穿出。所述光纤10从接头6穿出后的部分称为尾纤7，尾纤7套护套管后与接头6粘接 并固化。所述尾纤7尾部加工为适用形式的光纤端头8。光纤柱的外绝缘是靠空心绝缘导管4的有机复合材料外绝缘43决定，故空心绝缘 导管的构型设计独特，具有空气绝缘距离(即指空心绝缘导管4两端的两个均压环9间的 距离)和爬电距离结构(指空心绝缘导管4的两侧金具沿有机复合材料外绝缘43表面路 径的最短距离)，通过适当选择空气绝缘距离和爬电距离，可以满足超/特高压电力系统及 以下各种电压等级的需求。空心绝缘导管内部的绝缘膏体41充当了光纤柱内绝缘的作用。所述的光纤10置入空心绝缘导管4时处于自由松驰状态，这样可以放置相当数量 的光纤，同时使得制作过程也比较简单易行。空心绝缘导管4内注满了绝缘膏体41，过渡法兰2用于将绝缘膏体41密封在空心 绝缘导管4内，其上有光纤通孔和注胶孔，都用胶密封，在悬挂时膏体不会从底部流出。本实用新型高压绝缘光纤柱通过波纹管5与光纤转接箱连接(如果需要)，波纹 管5和尾纤7的长度都可以定制，光纤端头8可以根据使用情况做成各种不同的标准光纤 端头，也可以直接与光缆熔接。本实用新型高压绝缘光纤柱通过良好的结构设计和组装工艺，可以减少光纤的损 耗，并且光纤柱内置光纤数量不受限制，以实现大规模数据的可靠传输。该高压绝缘光纤柱的空心绝缘导管4可以通过改变其机械强度以实现固定安装 和悬挂安装的不同需求。也就是说，该高压绝缘光纤柱一般是悬挂安装，如果增强空心绝缘 导管4的机械强度，可以作为光纤绝缘支柱，实现独立固定安装。 该高压绝缘光纤柱不仅适用于串联补偿装置，也适用于高压电力系统各种电压等 级的高压平台、设备与地面的光通信或光送能的场合。 上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包 含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。
权利要求一种高压绝缘光纤柱，包括有一组光纤，其特征在于还包括有一只空心绝缘导管；空心绝缘导管两端连接有金具，该金具至少包括一过渡法兰和一带有出纤接口的封头；由各封头的出纤接口引出一根用于穿置光纤的波纹管；一对均压环套置于空心绝缘导管的近两端处；所述的一组光纤置于空心绝缘导管内，该组光纤的两端从空心绝缘导管依次经过渡法兰、封头和波纹管引出。
2.根据权利要求1所述的高压绝缘光纤柱，其特征在于在空心绝缘导管内填充可裹 住光纤的绝缘膏体。
3.根据权利要求1所述的高压绝缘光纤柱，其特征在于所述空心绝缘导管采用有机 复合材料外绝缘的空心绝缘导管。
4.根据权利要求3所述的高压绝缘光纤柱，其特征在于所述空心绝缘导管的构型具 有电弧距离和爬电距离结构。
5.根据权利要求1所述的高压绝缘光纤柱，其特征在于所述过渡法兰带有光纤通孔 和注胶孔。
专利摘要本实用新型公开了一种高压绝缘光纤柱，包括有一组光纤、一只空心绝缘导管、金具和均压环。所述的空心绝缘导管由环氧材料制的空心导管、有机复合材料外绝缘构成，两端有金属法兰；所述的一组光纤置于空心绝缘导管内，从空心绝缘导管两端的法兰处依次经过金具和波纹管引出；该金具至少包括一带有光纤孔和注胶孔的过渡法兰和一带有出纤接口的封头；由各封头的出纤接口引出一根用于放置光纤的波纹管；在空心绝缘导管内部、光纤的外围裹有绝缘膏体。所述的均压环置于空心绝缘导管的两端。其可以克服现有技术的缺陷，高质量的利用光纤进行光通信和光送能。
文档编号G02B6/44GK201765357SQ201020242539
公开日2011年3月16日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者刘之方, 廖蔚明, 张翠霞, 李国富 申请人:中国电力科学研究院