專利名稱：特高壓懸掛式光學電流互感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學電流互感器，特別涉及一種特高壓懸掛式光學電流互感器。
背景技術：
電流互感器是電力系統(tǒng)不可或缺的設備。光學電流互感器基于法拉第磁光效應，相較于傳統(tǒng)電磁式電流互感器具有先天性優(yōu)勢，而且電壓等級越高其優(yōu)勢愈發(fā)明顯，是最理想的電子式電流互感器，是電子式電流互感器發(fā)展的主要方向。目前為止，世界上電壓等級最高的光學電流互感器是由哈爾濱工業(yè)大學和北京許繼電力光學技術有限公司共同研制的750kV超高壓光學電流互感器，更高壓電壓等級的光學電流互感器則尚未有研制成功的報道。根據(jù)國家電網(wǎng)公司的發(fā)展規(guī)劃，到2020年特高壓電網(wǎng)將成為堅強智能電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架，特高壓電網(wǎng)的發(fā)展離不開電流互感器的技術支持，特高壓電網(wǎng)的發(fā)展呼吁性能優(yōu)良的特高壓電流互感器。然而，由于特高壓電網(wǎng)的電壓等級(交流IOOOkV及以上、直流±800kV及以上)的特殊性，目前的特高壓電流互感器還存在著過電壓與絕緣性能不好的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決目前的超高壓光學電流互感器不能滿足特高壓電網(wǎng)的問題，提出一種特高壓懸掛式光學電流互感器。本實用新型的特高壓懸掛式光學電流互感器，它包括光學傳感頭和特高壓光纖絕緣子；光學傳感頭包括左均壓環(huán)、光學傳感器、右均壓環(huán)、上均壓環(huán)和航空插頭；左均壓環(huán)和右均壓環(huán)通過螺栓固定在光學傳感器的左右兩端，上均壓環(huán)吊裝固定在光學傳感器的正下端，航空插頭固定在光學傳感器的下端；特高壓光纖絕緣子包括絕緣芯棒、硅橡膠傘裙和下均壓環(huán)；絕緣芯棒的外表面均勻分布壓接有硅橡膠傘裙，絕緣芯棒中心帶有光纖通孔，所述光纖通孔用于放置光纖，下均壓環(huán)固定在絕緣芯棒的底端。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型提供的特高壓懸掛式光學電流互感器能實現(xiàn)交流電壓達IOOOkV及以上和直流±800kV及以上的電流互感器，滿足了特高壓電網(wǎng)對光學電流互感器的需求，采用懸掛式的結(jié)構(gòu)設計，在實際應用時，被測高壓母線穿過光學傳感頭I的中心，使得本實用新型的光學電流互感器的重量完全由特高壓母線承受、無需支柱絕緣子的支撐，光纖絕緣子的功能為固定光纖和電氣絕緣，光學傳感頭和特高壓光纖絕緣子共同保證特高壓懸掛式光學電流互感器的優(yōu)良絕緣性能。解決了特高壓電網(wǎng)的過電壓與絕緣配合、外絕緣不好的問題，保證特高壓電網(wǎng)的安全可靠運行。

[0011]圖I是本實用新型所述的特高壓懸掛式光學電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的光學傳感頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的光學傳感器的剖面圖。圖4是本實用新型所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的光學傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的A-A剖面圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，它包括光學傳感頭I和特高壓光纖絕緣子2 ；光學傳感頭I包括左均壓環(huán)1-1、光學傳感器1-2、右均壓環(huán)1-3、上均壓環(huán)1-4和航空插頭1-5 ；左均壓環(huán)1-1和右均壓環(huán)1-3通過螺栓固定在光學傳感器1-2的左右兩端，上均壓環(huán)1-4吊裝固定在光學傳感器1-2的正下端，航空插頭1-5固定在光學傳感器1-2的下端;特高壓光纖絕緣子2包括絕緣芯棒2-1、硅橡膠傘裙2-2和下均壓環(huán)2-3 ;絕緣芯棒2-1的外表面均勻分布壓接有硅橡膠傘裙2-2，絕緣芯棒2-1中心帶有光纖通孔，所述光纖通孔用于放置光纖，下均壓環(huán)2-3固定在絕緣芯棒2-1的底端。特高壓光纖絕緣子2與傳統(tǒng)的支柱絕緣子不同它對光學傳感頭I不起支撐作用。左均壓環(huán)1-1和右均壓環(huán)1-3，其作用是均壓和屏蔽；上均壓環(huán)1-4吊裝固定于光學傳感器1-2的下端，所述光學傳感器1-2安裝于特高壓母線上，所述左均壓環(huán)1-1、光學傳感器1-2、右均壓環(huán)1-3和上均壓環(huán)1-4的重量完全由特高壓母線承重。左均壓環(huán)1-1、右均壓環(huán)1-3和上均壓環(huán)的材料是鋁合金。光學傳感器1-2固定于特高壓母線上。采用懸掛式結(jié)構(gòu)設計的特高壓光學傳感頭I無需光纖絕緣子2支撐其重量，因而光纖絕緣子2可以采用小尺寸設計，其體積和重量為常規(guī)特高壓電流互感器的幾十分之一，如此，一方面大大減小了其體積、重量和成本；另一方面增強了其絕緣性能，解決了特高壓電網(wǎng)的過電壓與絕緣配合、外絕緣設計難題，保證特高壓電網(wǎng)的安全可靠運行。
具體實施方式
二 本實施方式是對具體實施方式
一所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，所述光學傳感頭I為特高壓光學傳感頭。所述特高壓光學傳感頭是指適應于特高壓電網(wǎng)的電壓等級，所述電壓等級是指交流電壓達IOOOkV及以上、直流電壓達±800kV及以上。
具體實施方式
三本實施方式是對具體實施方式
一所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，絕緣芯棒2-1是帶內(nèi)襯的玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂空心管。
具體實施方式
四本實施方式是對具體實施方式
一所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，絕緣芯棒2-1的高度為14000mm和直徑為51_，傘裙2_2的最大外徑230mm,下均壓環(huán)2_3外徑為600mm。本實施例中左均壓環(huán)1-1與右均壓環(huán)1-3尺寸相同其外徑為800mm，上均壓環(huán)1-4 外徑為 1200mm。[0028]具體實施方式
五結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式
一所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，光學傳感器1-2包括金屬罩殼1-2-1、第一法蘭1-2-2、絕緣墊圈1-2-3、第二法蘭1-2-4、金屬套筒1-2-5、光學傳感單元1_2_6和光學傳感單元固件1-2-7 ;第一法蘭1-2-2和第二法蘭1-2-4分別固定連接在金屬套筒1-2-5的兩端，第一法蘭1-2-2與金屬套筒1-2-5之間設置有絕緣墊圈1-2-3 ;金屬罩殼1-2-1罩在金屬套筒1-2-5的外部，且與第一法蘭1-2-2、第二法蘭1-2-4、絕緣墊圈1-2-3和金屬套筒1-2-5形成封閉的腔體,光學傳感單兀1-2-6固定套在金屬套筒1-2-5上,且位于所述封閉的腔體內(nèi)。光學傳感器1-2通過金屬套筒1-2-5與特高壓母線裸接。本實施例中金屬套筒1-2-5直接安裝在特高壓母線上，第一法蘭1-2-2、第二法蘭1-2-4和光學傳感單元固件1-2-7安裝在金屬套筒1-2-5上，金屬罩殼1-2-1、金屬套筒 1-2-5、第一法蘭1-2-2和第二法蘭1-2-4共同構(gòu)成一個密封腔體,光學傳感單兀1-2-6就工作在這個密封腔體內(nèi)，實現(xiàn)與外界的氣、光隔離。第一法蘭1-2-2、第二法蘭1-2-4、金屬罩殼1-2-1和金屬套筒1_2_5米用招合金材料非磁性金屬制作，金屬套筒1-2-5與特高壓母線裸接，保證第一法蘭1-2-2、金屬罩殼1-2-1和第二法蘭1-2-4與特高壓母線保持等電位。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，所述光學傳感器1-2還包括絕緣墊圈1-2-3，第一法蘭1-2-2與金屬套筒1-2-5之間設置有絕緣墊圈1-2-3。第一法蘭1-2-2與金屬套筒1-2-5之間還增加設計一個絕緣墊圈1_2_3，絕緣墊圈1-2-3的材料是PUM聚甲醛，其作用是使第一法蘭1-2-2與金屬套筒1-2-5之間實現(xiàn)絕緣，隔斷了特高壓母線電流通過第一法蘭1-2-2、金屬罩殼1-2-1和第二法蘭1-2-4所在支路的分流。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
五所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的不同的是，金屬罩殼1-2-1與兩個法蘭的連接處安裝有密封圈。金屬罩殼1-2-1與兩個法蘭的連接處安裝有密封圈，保證金屬罩殼1-2-1、金屬套筒1-2-5、第一法蘭1-2-2和第二法蘭1-2-4共同構(gòu)成的密封腔體更加密封。
具體實施方式
八本實施方式是對具體實施方式
五所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，光學傳感單元1-2-6通過光學傳感單元固件1-2-7緊固在金屬套筒1~2~5 上。
具體實施方式
九結(jié)合圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式
五所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，光學傳感單元1-2-6包括絕緣端盤1-2-6-1、多個光學電流傳感元件1-2-6-2和多個耦合器1-2-6-3 ；絕緣端盤1-2-6-1為圓環(huán)形的圓盤，該絕緣端盤1-2-6-1的側(cè)面上設置有環(huán)形凹槽，多個光學電流傳感元件1-2-6-2等間距固定在絕緣端盤1-2-6-1的環(huán)形凹槽里，多個耦合器1-2-6-3分成兩組，每個耦合器1-2-6-3插入絕緣端盤1-2-6-1的凹槽底部，每組耦合器位于兩個光學電流傳感元件1-2-6-2之間，且兩組耦合器關于絕緣端盤1-2-6-1的直徑對稱；光學電流傳感元件1-2-6-2通過光纖連接到耦合器1-2-6-3，耦合器1-2-6-3通過光纖連接到航空插頭1-5上。[0039]光學電流傳感元件1-2-6-2固定在絕緣端盤1-2-6-1上，光學電流傳感元件1-2-6-2通過光纖連接到耦合器1-2-6-3，耦合器1-2-6-3通過光纖連接到航空插頭1_5上，航空插頭1-5在保證密封腔體氣密性的同時實現(xiàn)了光學傳感單兀1-2-6與外界的光連接。絕緣端盤1-2-6-1和光學傳感單元固件1-2-7采用相同的絕緣材料PUM聚甲醛制作而成，其作用是隔斷特高壓母線電流通過絕緣端盤1-2-6-1和光學傳感單元1-2-6所在支路的分流。
具體實施方式
十本實施方式是對具體實施方式
九所述的特高壓懸掛式光學電流互感器的進一步說明，光學傳感單元1-2-6包括4臺光學電流傳感元件1-2-6-2。在本實施例中采用4臺光學電流傳感元件1-2-6-2的傳感結(jié)構(gòu)。 本實用新型提供的特高壓懸掛式光學電流互感器，具有如下特征和優(yōu)點(I)電壓等級高，填補了國內(nèi)外在特高壓電壓等級光學電流互感器的空白；(2)絕緣性能好。特高壓光學傳感頭采用懸掛式的結(jié)構(gòu)設計以及光纖絕緣子優(yōu)良的絕緣性能共同保證特高壓懸掛式光學電流互感器的優(yōu)良絕緣性能；(3)測量精度高。本實用新型通過金屬罩殼、金屬套筒、法蘭I和法蘭2共同構(gòu)成密封腔體，并在法蘭I與金屬套筒之間增加絕緣墊圈以隔斷對待測母線電流的分流，設置了左均壓環(huán)和右均壓環(huán)，這些巧妙的設計共同保證光學電流傳感單元工作環(huán)境良好；(4)體積小、質(zhì)量輕、成本低。本實用新型提供的特高壓懸掛式光學電流互感器采用懸掛式全封閉的結(jié)構(gòu)設計，其重量完全由特高壓母線承受無需支柱絕緣子的支撐，如此，光纖絕緣子的功能退化為固定光纖和電氣絕緣，光纖絕緣子可以采用小尺寸設計，絕緣性能更好、體積和質(zhì)量大大減小、成本降低。本實用新型提供的特高壓懸掛式光學電流互感器體積重量僅為常規(guī)特高壓電流互感器的幾十分之一。
權(quán)利要求1.特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，它包括光學傳感頭(I)和特高壓光纖絕緣子⑵； 光學傳感頭(I)包括左均壓環(huán)(1-1)、光學傳感器(1-2)、右均壓環(huán)(1-3)、上均壓環(huán)(1-4)和航空插頭(1-5)； 左均壓環(huán)(1-1)和右均壓環(huán)(1-3)通過螺栓固定在光學傳感器(1-2)的左右兩端，上均壓環(huán)(1-4)吊裝固定在光學傳感器(1-2)的正下端，航空插頭(1-5)固定在光學傳感器(1-2)的下端； 特高壓光纖絕緣子(2)包括絕緣芯棒(2-1)、硅橡膠傘裙(2-2)和下均壓環(huán)(2-3)； 絕緣芯棒(2-1)的外表面均勻分布壓接有硅橡膠傘裙(2-2)，絕緣芯棒(2-1)中心帶有光纖通孔，所述光纖通孔用于放置光纖，下均壓環(huán)(2-3)固定在絕緣芯棒(2-1)的底端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，所述光學傳感頭(I)為特高壓光學傳感頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，絕緣芯棒(2-1)是帶內(nèi)襯的玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂空心管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，絕緣芯棒(2-1)的高度為14000mm和直徑為51mm,傘裙(2-2)的最大外徑230mm,下均壓環(huán)(2-3)外徑為600mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，光學傳感器(1-2)包括金屬罩殼(1-2-1)、第一法蘭(1-2-2)、第二法蘭(1-2-4)、金屬套筒(1-2-5)、光學傳感單元(1-2-6)和光學傳感單元固件(1-2-7);第一法蘭(1-2-2)和第二法蘭(1-2-4)分別固定連接在金屬套筒(1-2-5)的兩端；金屬罩殼(1-2-1)罩在金屬套筒(1-2-5)的外部，且與第一法蘭(1-2-2)、第二法蘭(1-2-4)和金屬套筒(1-2-5)形成封閉的腔體，光學傳感單元(1-2-6)固定套在金屬套筒(1-2-5)上，且位于所述封閉的腔體內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，所述光學傳感器(1-2)還包括絕緣墊圈(1-2-3)，第一法蘭(1-2-2)與金屬套筒(1-2-5)之間設置有絕緣墊圈(1-2-3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，金屬罩殼(1-2-1)與兩個法蘭的連接處安裝有密封圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，光學傳感單元(1-2-6)通過光學傳感單元固件(1-2-7)緊固在金屬套筒(1-2-5)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，光學傳感單兀(1-2-6)包括絕緣端盤(1-2-6-1)、多個光學電流傳感兀件(1-2-6-2)和多個I禹合器(1-2-6-3)； 絕緣端盤(1-2-6-1)為圓環(huán)形的圓盤，該絕緣端盤(1-2-6-1)的側(cè)面上設置有環(huán)形凹槽，多個光學電流傳感元件(1-2-6-2)等間距固定在絕緣端盤(1-2-6-1)的環(huán)形凹槽里，多個耦合器(1-2-6-3)分成兩組，每個耦合器(1-2-6-3)插入絕緣端盤(1-2-6-1)的凹槽底部，每組耦合器位于兩個光學電流傳感元件(1-2-6-2)之間，且兩組耦合器關于絕緣端盤(1-2-6-1)的直徑對稱； 光學電流傳感元件(1-2-6-2)通過光纖連接到耦合器(1-2-6-3)，耦合器(1-2-6-3)通過光纖連接到航空插頭(1-5)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的特高壓懸掛式光學電流互感器，其特征在于，光學傳感單元(1-2-6)包括4臺光學電流傳感元件(1-2-6-2)。
專利摘要一種特高壓懸掛式光學電流互感器，涉及一種光學電流互感器，為了解決目前的超高壓光學電流互感器不能滿足特高壓電網(wǎng)的問題。它包括光學傳感頭和特高壓光纖絕緣子；光學傳感頭包括左均壓環(huán)、光學傳感器、右均壓環(huán)、上均壓環(huán)和航空插頭；左均壓環(huán)和右均壓環(huán)通過螺栓固定在光學傳感器的左右兩端，上均壓環(huán)吊裝固定在光學傳感器的正下端，航空插頭固定在光學傳感器的下端；特高壓光纖絕緣子包括絕緣芯棒、硅橡膠傘裙和下均壓環(huán)；絕緣芯棒的外表面均勻分布壓接有硅橡膠傘裙，絕緣芯棒中心帶有光纖通孔，所述光纖通孔用于放置光纖，下均壓環(huán)固定在絕緣芯棒的底端。它適用于特高壓電網(wǎng)。
文檔編號G01R19/00GK202522606SQ20122019188
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者于文斌, 張國慶, 李深旺, 王貴忠, 郭亞強, 郭志忠, 雷軍 申請人:北京許繼電力光學技術有限公司, 哈爾濱工業(yè)大學