一種具有集成式一次側(cè)傳感單元的全光纖電流互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電流互感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有集成式一次側(cè)傳感單元的全光纖電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電流傳感器/互感器是電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)與電能計(jì)量的重要設(shè)備，用來(lái)測(cè)量傳輸中的電流大小，并將測(cè)量到的電流大小發(fā)送至測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)裝置，為計(jì)量及保護(hù)等設(shè)備提供電流信號(hào)。電流互感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、可靠性和安全性與電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)向大容量、超高壓和特高壓方向發(fā)展，對(duì)電力設(shè)備小型化、智能化及高可靠性的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的電磁式電流互感器由于系統(tǒng)的電壓增高，致使電磁式電流互感器互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積增加、成本偏高；同時(shí)傳統(tǒng)的電磁式電流互感器還存在一些原理上不能克服的困難，如，鐵磁諧振、磁飽和、頻帶有限等，在高電壓等級(jí)運(yùn)行存在安全隱患，已難以滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求。因此，迫切需要新的測(cè)量方法來(lái)替代傳統(tǒng)的檢測(cè)手段，而基于法拉第效應(yīng)的全光纖電流互感器可以克服以上問(wèn)題，因此在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)大力發(fā)展，用電量逐年增加，電力系統(tǒng)中輸變電領(lǐng)域也面領(lǐng)著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)我國(guó)的形勢(shì)，輸變電領(lǐng)域正在向高壓、特高壓、超高壓等方向發(fā)展，因此要求輸變電設(shè)備具有智能化、高度集成化和節(jié)約化特點(diǎn)；同時(shí)由于土地資源的日益稀缺及生產(chǎn)成本的逐年攀升，輸變電設(shè)備向智能化、高度集成化和節(jié)約化發(fā)展的趨勢(shì)已十分明顯；并且輸變電設(shè)備的高度集成化絕不僅僅是設(shè)備與設(shè)備之間的集成，而是要求每一種設(shè)備本身兼具集成化的特點(diǎn)。
[0003]全光纖電流互感器包括一次側(cè)傳感單元、絕緣子和采集單元。一次側(cè)傳感單元通常包括敏感單元和金具。敏感單元是全光纖電流互感器的“眼睛”，將敏感單元設(shè)置在高壓一次端，高壓母線周圍的電場(chǎng)使敏感單元內(nèi)感應(yīng)光纖中的光傳播角度發(fā)生相位偏差從而和起始的光纖中光的傳播角度發(fā)生角差，此角差通過(guò)敏感單元內(nèi)的反射鏡反饋到采集單元，采集單元通過(guò)反饋回來(lái)的角差信號(hào)調(diào)制解調(diào)出一次側(cè)高壓電流的信號(hào)，將這一信號(hào)反饋給繼電保護(hù)設(shè)備及在線監(jiān)測(cè)設(shè)備等電力設(shè)備。除上述反射鏡外，敏感單元包含感應(yīng)光纖和傳輸光纖，傳輸光纖的一端和感應(yīng)光纖的一端熔接到一起，感應(yīng)光纖的另一端設(shè)置有反射鏡，傳輸光纖的另一端和絕緣子中的預(yù)埋光纖熔接在一起，絕緣子中的預(yù)埋光纖的另一側(cè)與采集單元熔接在一起，從而形成一個(gè)閉環(huán)，為上述信息的傳輸與反饋保障通道暢通。而敏感單元外部設(shè)置的金具除了是敏感單元的安裝載體外，還起到保護(hù)敏感單元的作用，例如，防雨、防塵及靜電屏蔽等。常見(jiàn)的支柱式全光纖電流互感器的一次側(cè)傳感單元結(jié)構(gòu)如圖1a和圖1b所示，其中，一次側(cè)傳感單元的金具27采用罐體結(jié)構(gòu)，該種金具27結(jié)構(gòu)形式可以是一個(gè)整體部件，或者采用兩個(gè)半空罐體扣合而成，罐體內(nèi)設(shè)置敏感單元，罐體內(nèi)壁焊接有安裝耳朵用于安裝固定敏感單元，空罐兩側(cè)設(shè)置有對(duì)應(yīng)的用于插入母排I的通透孔，其特點(diǎn)在于金具27內(nèi)部容量大，金具27內(nèi)部可以放置N個(gè)等匝傳感線圈或敏感單元(N的數(shù)量通常根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所而定)，但是由于技術(shù)、設(shè)計(jì)等原因存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、加工困難(需專業(yè)加工廠家加工)、外觀差及通用性低等缺陷；敏感單元在金具27內(nèi)整體堆放；通過(guò)母排引入高壓電極，其應(yīng)用僅限于交流供電；具有此種一次側(cè)傳感單元結(jié)構(gòu)的整個(gè)支柱式全光纖電流互感器占用安裝場(chǎng)所較大，加工成本高；由于母排I穿過(guò)金具27內(nèi)部，電磁波會(huì)通過(guò)母排I進(jìn)入金具27內(nèi)部，因此在靜電屏蔽等方面比較欠缺，甚至?xí)霈F(xiàn)放電及環(huán)流現(xiàn)象，對(duì)電流的精度造成一定影響，并給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的隱患。并且，該一次側(cè)傳感單元為包括金具與敏感單元的一種非集成式結(jié)構(gòu)，為兩個(gè)獨(dú)立的組件結(jié)構(gòu)組合成為一個(gè)整體即一次側(cè)傳感單元，因此該一次側(cè)傳感單元往往所含零部件較多，生產(chǎn)組裝及現(xiàn)場(chǎng)安裝耗時(shí)較多，體積較大，不符合新一代智能變電站集成化、節(jié)約化的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中的具有非集成式的一次側(cè)傳感單元的支柱式全光纖電流互感器的應(yīng)用存在體積龐大及安裝維護(hù)困難等導(dǎo)致不符合智能變電站要求的問(wèn)題，提供一種具有集成式一次側(cè)傳感單元的全光纖電流互感器，能夠?qū)崿F(xiàn)一次側(cè)傳感單元的集成式結(jié)構(gòu)功能，適應(yīng)新一代智能變電站集成化、智能化要求，并且具有安裝簡(jiǎn)單、占地面積較小以及節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種具有集成式一次側(cè)傳感單元的全光纖電流互感器，其特征在于，包括集成式一次側(cè)傳感單元、絕緣子和采集單元，所述集成式一次側(cè)傳感單元包括傳感頭、T型法蘭和母排，所述傳感頭集成敏感單元于一體，所述傳感頭采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)并與T型法蘭的中心軸線所在臂平行，且所述傳感頭垂直固定設(shè)置在T型法蘭的與自身中心軸線正交的臂的內(nèi)側(cè)面，所述T型法蘭的與自身中心軸線正交的臂的外側(cè)面固定設(shè)置在絕緣子的一端，所述絕緣子中預(yù)埋的光纖的一端與傳感頭的敏感單元的光纖熔接，所述絕緣子中預(yù)埋的光纖的另一端與采集單元的光纖熔接，所述母排固定設(shè)置在T型法蘭的中心軸線所在臂上且所述母排從傳感頭的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中穿過(guò)，所述母排穿過(guò)傳感頭的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一端連接高壓母線。
[0007]所述傳感頭還包括傳感頭本體、傳感頭壓蓋和絕緣隔墊，所述敏感單元包括相恪接的敏感光纖環(huán)和傳輸光纖，所述絕緣子中預(yù)埋的光纖的一端與傳輸光纖熔接，所述傳感頭本體具有一側(cè)通透的容納敏感光纖環(huán)的環(huán)形空間，所述傳感頭壓蓋具有與傳感頭本體的環(huán)形空間通透?jìng)?cè)相對(duì)應(yīng)的環(huán)形蓋狀結(jié)構(gòu)，所述傳感頭壓蓋安裝在傳感頭本體的通透?jìng)?cè)并在安裝后傳感頭壓蓋的環(huán)形蓋狀結(jié)構(gòu)蓋住傳感頭本體的環(huán)形空間，所述絕緣隔墊安裝在傳感頭壓蓋與傳感頭本體的內(nèi)環(huán)之間；所述母排穿過(guò)所述傳感頭本體和傳感頭壓蓋的內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)的中空結(jié)構(gòu)，所述傳感頭本體底部垂直固定設(shè)置在T型法蘭的與自身中心軸線正交的臂的內(nèi)側(cè)面。
[0008]所述傳感頭壓蓋設(shè)置傳感頭壓蓋凹槽。
[0009]所述絕緣隔墊為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)件，所述絕緣隔墊的邊緣帶有凸臺(tái)。
[0010]所述T型法蘭與中心軸線正交的臂為圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)件，所述圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)件上設(shè)置傳感頭安裝孔，所述傳感頭安裝孔為階梯孔，采用穿過(guò)傳感頭安裝孔的傳感頭本體安裝螺釘固定安裝傳感頭本體和T型法蘭，所述傳感頭本體和T型法蘭的連接部分采用O型密封圈密封且傳感頭本體和T型法蘭等電位。
[0011]所述T型法蘭與中心軸線正交的臂為圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)件，所述圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)件外側(cè)面設(shè)置T型法蘭安裝孔，所述T型法蘭安裝孔為螺紋盲孔，所述T型法蘭采用T型法蘭安裝螺釘利用T型法蘭安裝孔固定安裝在絕緣子法蘭上，所述T型法蘭和絕緣子法蘭等電位。
[0012]所述T型法蘭的中心軸線所在臂為圓