一種集成化的全光纖電流互感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及的一種集成化的全光纖電流互感器，其敏感單元包括敏感單元本體結(jié)構(gòu)、上絕緣蓋板、下絕緣蓋板、敏感光纖環(huán)和保偏尾纖，敏感單元本體結(jié)構(gòu)為具有雙面環(huán)形凹槽的環(huán)形結(jié)構(gòu)并設(shè)置有敏感光纖繞制區(qū)和光纖熔接區(qū)，敏感光纖繞制區(qū)為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的一端面沿環(huán)設(shè)置的容納敏感光纖環(huán)的環(huán)形凹槽，光纖熔接區(qū)為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的另一端面沿環(huán)設(shè)置的容納保偏尾纖及熔接后形成的熔接點的另一環(huán)形凹槽，下絕緣蓋板蓋住敏感光纖繞制區(qū)，上絕緣蓋板蓋住光纖熔接區(qū)。該全光纖電流互感器能實現(xiàn)與高壓隔離斷路器集成于一體的應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝與維修難度低、安全性能高等優(yōu)點，能夠適應(yīng)新一代智能變電站集成化、智能化要求。
【專利說明】
一種集成化的全光纖電流互感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種集成化的全光纖電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]全光纖電流互感器與常規(guī)電流互感器相比，具有消除磁飽和現(xiàn)象、對電力系統(tǒng)故障響應(yīng)快、消除鐵磁諧振、絕緣性能優(yōu)良、能適應(yīng)電能計量與保護數(shù)字化發(fā)展、動態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)范圍寬、經(jīng)濟型好等優(yōu)點，符合堅強智能電網(wǎng)對新一代互感器的“傳感準確化，傳輸光纖化，輸出數(shù)字化”等要求。其代表電流互感器技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，正開始應(yīng)用在新一代智能變電站中，特別是其與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用上，有著一次占地面積小，集成度高，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕等諸多優(yōu)點。
[0003]現(xiàn)有的全光纖電流互感器通過自身的敏感單元與高壓隔離斷路器進行一次側(cè)集成，但是該集成方式仍存在一定問題:首先是敏感單元自身集成度不高，一個敏感單元結(jié)構(gòu)一般只能安裝一路、最多兩路敏感光纖環(huán);其次是敏感單元本身尾纖外露，其缺點是增加了生產(chǎn)運輸安裝過程中磕碰損壞尾纖的風(fēng)險，還擠占了安裝的外部空間，不利于高度集成的要求;再次是敏感單元與高壓隔離斷路器一次集成應(yīng)用時，如圖1所示，該敏感單元I的保偏尾纖2與高壓隔離斷路器中的絕緣子5—端的保偏傳輸光纖3在熔接后產(chǎn)生的熔接點4放置在敏感單元I的上側(cè)，致使熔接點4的外露，這就增加了后續(xù)安裝隔離斷路器滅弧室過程中磕碰損壞光纖和熔接點的風(fēng)險，影響了安全性能，而且現(xiàn)有方式通常如圖1所示，是三個敏感單元(每個敏感單元中均繞制兩個敏感光纖環(huán)，此處為與高壓隔離斷路器集成應(yīng)用的典型數(shù)量)堆疊安裝后，各敏感光纖環(huán)對應(yīng)的保偏尾纖2與絕緣子5—端的保偏傳輸光纖3熔接產(chǎn)生的所有熔接點4均放置于堆疊在最上方的敏感單元I的上側(cè)，進一步增加了后續(xù)安裝隔離斷路器滅弧室過程中磕碰損壞光纖和熔接點的風(fēng)險，又因為所有熔接點與敏感單元的保偏尾纖的糾纏在一起，增大了后續(xù)維護甚至返修拆卸的難度，不符合新一代智能變電站集成化、節(jié)約化的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有的全光纖電流互感器在與高壓隔離斷路器集成應(yīng)用時存在損壞光纖和熔接點的風(fēng)險進而影響安全性能和集成度的問題，提供一種集成化的全光纖電流互感器，通過設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的敏感單元，實現(xiàn)與高壓隔離斷路器集成于一體的應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝與維修難度低、安全性能高等優(yōu)點，能夠適應(yīng)新一代智能變電站集成化、智能化要求。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，包括敏感單元，所述敏感單元包括敏感單元本體結(jié)構(gòu)、上絕緣蓋板、下絕緣蓋板、敏感光纖環(huán)和保偏尾纖，所述敏感單元本體結(jié)構(gòu)為具有雙面環(huán)形凹槽的環(huán)形結(jié)構(gòu)并設(shè)置有敏感光纖繞制區(qū)和光纖熔接區(qū)，所述敏感光纖繞制區(qū)為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的一端面沿環(huán)設(shè)置的容納敏感光纖環(huán)的環(huán)形凹槽，所述光纖熔接區(qū)為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的另一端面沿環(huán)設(shè)置的容納保偏尾纖及熔接后形成的熔接點的另一環(huán)形凹槽，所述敏感光纖繞制區(qū)的環(huán)形凹槽底部設(shè)置有穿透至光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽底部的光纖孔，通過所述光纖孔穿過保偏尾纖，所述下絕緣蓋板具有與敏感光纖繞制區(qū)的環(huán)形凹槽頂部相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)并在安裝后下絕緣蓋板蓋住敏感光纖繞制區(qū)，所述上絕緣蓋板具有與光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽頂部相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)并在安裝后上絕緣蓋板蓋住光纖熔接區(qū)。
[0007]所述敏感光纖繞制區(qū)內(nèi)容納多路敏感光纖環(huán)，多路敏感光纖環(huán)對應(yīng)的多路保偏尾纖均穿過光纖孔進入光纖熔接區(qū)，所述光纖熔接區(qū)內(nèi)容納多路保偏尾纖及熔接后形成的各熔接點。
[0008]所述敏感光纖繞制區(qū)內(nèi)設(shè)置多個相隔離的第一環(huán)形區(qū)域，所述光纖熔接區(qū)內(nèi)也相應(yīng)設(shè)置多個相隔離的第二環(huán)形區(qū)域，各路敏感光纖環(huán)分別設(shè)置在各第一環(huán)形區(qū)域內(nèi)，容納各路傳感光纖環(huán)的各第一環(huán)形區(qū)域內(nèi)均設(shè)置有光纖孔，各路敏感光纖環(huán)對應(yīng)的保偏尾纖分別穿入相應(yīng)的光纖孔進入光纖熔接區(qū)的各第二環(huán)形區(qū)域。
[0009]所述光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽的側(cè)壁上均勻設(shè)置有走纖槽，高壓隔離斷路器中的絕緣子一端引出的保偏傳輸光纖經(jīng)所述走纖槽伸入光纖熔接區(qū)。
[0010]所述敏感單元為層疊設(shè)置的多個，各敏感單元的光纖熔接區(qū)均設(shè)置有走纖槽，高壓隔離斷路器中的絕緣子一端引出的各路保偏傳輸光纖分別經(jīng)各走纖槽伸入各敏感單元的光纖熔接區(qū)，所述各敏感單元的光纖熔接區(qū)內(nèi)容納各敏感單元的保偏尾纖與各路保偏傳輸光纖熔接后形成的熔接點。
[0011]所述敏感光纖繞制區(qū)的內(nèi)外側(cè)均設(shè)置有密封圈，在安裝后下絕緣蓋板與敏感光纖繞制區(qū)之間通過所述密封圈密封。
[0012]所述光纖孔為斜孔，所述斜孔的角度適應(yīng)于從敏感光纖繞制區(qū)繞制敏感光纖環(huán)后引出保偏尾纖至光纖熔接區(qū)。
[0013]所述敏感單元本體結(jié)構(gòu)采用招合金材料機加工成型。
[0014]所述上絕緣蓋板和下絕緣蓋板均采用環(huán)氧絕緣材料。
[0015]本實用新型的技術(shù)效果如下:
[0016]本實用新型涉及一種集成化的全光纖電流互感器，設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的敏感單元，其敏感單元本體結(jié)構(gòu)為具有雙面環(huán)形凹槽的環(huán)形結(jié)構(gòu)并設(shè)置有敏感光纖繞制區(qū)和光纖熔接區(qū)，敏感光纖環(huán)可設(shè)置在敏感光纖繞制區(qū)內(nèi)，敏感光纖環(huán)引出保偏尾纖通過光纖孔穿入至光纖熔接區(qū)，該光纖熔接區(qū)可直接容納保偏尾纖及熔接后形成的熔接點，該保偏尾纖及熔接后形成的熔接點可在光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽內(nèi)盤繞起來，并分別通過上下兩絕緣蓋板封閉，使得敏感單元的保偏尾纖不外露，故避免了在生產(chǎn)運輸安裝過程中磕碰損壞保偏尾纖的風(fēng)險，熔接點放置在光纖熔接區(qū)，與敏感光纖環(huán)所在的敏感光纖繞制區(qū)隔開，保護熔接點及保偏尾纖規(guī)避磕碰風(fēng)險，避免了現(xiàn)有技術(shù)由于熔接點的外露導(dǎo)致增加了后續(xù)安裝隔離斷路器滅弧室過程中磕碰損壞光纖和熔接點的風(fēng)險的問題，增加了安全性能，降低了后續(xù)維護甚至返修的難度。本實用新型集成化的全光纖電流互感器通過設(shè)置全新結(jié)構(gòu)的敏感單元，模塊化設(shè)計及安裝，提高了安裝效率，實現(xiàn)了與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用，有效的規(guī)避了與高壓隔離斷路器集成安裝過程中光纖外露帶來的易受損傷的風(fēng)險，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝與維修難度低、集成度高以及安全性能高等優(yōu)點，能夠適應(yīng)新一代智能變電站集成化、智能化要求。
[0017]本實用新型集成化的全光纖電流互感器優(yōu)選在敏感光纖繞制區(qū)內(nèi)容納多路敏感光纖環(huán)，光纖熔接區(qū)內(nèi)容納多路保偏尾纖及熔接后形成的熔接點，該結(jié)構(gòu)的全光纖電流互感器可以集成多路敏感光纖環(huán)，多路敏感光纖環(huán)優(yōu)選分別獨立繞制在敏感光纖繞制區(qū)的環(huán)形凹槽里的相隔離的第一環(huán)形區(qū)域中，相互之間獨立并且互不干擾。此時多路敏感光纖環(huán)對應(yīng)多路保偏尾纖，各路保偏尾纖及各熔接點相應(yīng)容納在光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽里的相隔離的第二環(huán)形區(qū)域中，即各路保偏尾纖及各熔接點均與多路敏感光纖環(huán)分離設(shè)置，且各路保偏尾纖及各熔接點均設(shè)置在光纖熔接區(qū)內(nèi)不會外露，也不會與各敏感光纖環(huán)糾纏在一起，避免了現(xiàn)有技術(shù)由于多個熔接點放置在敏感光纖環(huán)的上側(cè)導(dǎo)致被磕碰損壞的風(fēng)險，多路敏感光纖環(huán)可以被各第一環(huán)形區(qū)域隔開相互獨立設(shè)置，多路保偏尾纖及熔接后形成的各熔接點也相應(yīng)被各第二環(huán)形區(qū)域隔開相互獨立設(shè)置，進一步降低了后續(xù)維護甚至返修的難度，并且全光纖電流互感器與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用的集成度也得到進一步更高。
[0018]優(yōu)選可以在光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽的側(cè)壁上均勻設(shè)置走纖槽，敏感單元與高壓隔離斷路器集成時，高壓隔離斷路器中的絕緣子法蘭根部引出的保偏傳輸光纖只要經(jīng)該走纖槽伸入光纖熔接區(qū)，盤纖熔接即可，結(jié)構(gòu)精巧，在操作完畢后用上絕緣蓋板封閉，能夠保護熔接點及光纖從而規(guī)避磕碰風(fēng)險。當(dāng)所述敏感單元為層疊設(shè)置的多個時，適用于多個敏感單元與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用，多個敏感單元所涉及更多的敏感光纖環(huán)、保偏尾纖、保偏傳輸光纖和熔接點均能夠通過巧妙合理設(shè)置來避免被磕碰的風(fēng)險，也進一步體現(xiàn)了全光纖電流互感器的集成化特性。
[0019]在敏感光纖繞制區(qū)的內(nèi)外側(cè)均設(shè)置有密封圈，在安裝后下絕緣蓋板與敏感光纖繞制區(qū)之間通過所述密封圈進行密封，能夠保證其防水防穢功能，從而進一步提高了整個全光纖電流互感器的可靠性。上絕緣蓋板和下絕緣蓋板所采用的絕緣材質(zhì)，能夠防止敏感單元出現(xiàn)電流環(huán)流現(xiàn)象，提高電網(wǎng)運行的安全性能。
【附圖說明】
[0020]圖1為傳統(tǒng)的全光纖電流互感器在與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實用新型集成化的全光纖電流互感器中的敏感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為敏感單元本體結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0023]圖4為敏感光纖繞制區(qū)的仰視圖。
[0024]圖5為優(yōu)選的光纖熔接區(qū)的俯視圖。
[0025]圖6為本實用新型集成化的全光纖電流互感器中的敏感單元的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為本實用新型優(yōu)選的集成化的全光纖電流互感器在與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中各標(biāo)號列示如下:
[0028]I —敏感單兀;2 —保偏尾纖;3 —保偏傳輸光纖;4 —恪接點；5 —絕緣子；1I —敏感單兀本體結(jié)構(gòu)；1la—敏感光纖繞制區(qū)；1lb —光纖恪接區(qū)；1lc—光纖孔;1ld —走纖槽；102 —上絕緣蓋板；103 —下絕緣蓋板；104—敏感光纖環(huán)；105 —密封圈；IA —第一個敏感單元;IB—第二個敏感單元;IC一第三個敏感單元。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行說明。
[0030]本實用新型涉及一種集成化的全光纖電流互感器，包括敏感單元和采集裝置，其敏感單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該敏感單元包括敏感單元本體結(jié)構(gòu)11、上絕緣蓋板102、下絕緣蓋板103、敏感光纖環(huán)104和保偏尾纖2，敏感單元本體結(jié)構(gòu)101為具有雙面環(huán)形凹槽的環(huán)形結(jié)構(gòu)，圖2實質(zhì)為從敏感單元本體結(jié)構(gòu)101的環(huán)形截面剖視的示意圖，敏感單元本體結(jié)構(gòu)1I設(shè)置有敏感光纖繞制區(qū)1 Ia和光纖熔接區(qū)1 Ib，圖3為敏感單元本體結(jié)構(gòu)的正視圖，圖4為敏感光纖繞制區(qū)的仰視圖，圖5為優(yōu)選的光纖熔接區(qū)的俯視圖，敏感光纖繞制區(qū)1la為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的一端面沿環(huán)設(shè)置的容納敏感光纖環(huán)104的環(huán)形凹槽，光纖熔接區(qū)1lb為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的另一端面沿環(huán)設(shè)置的容納保偏尾纖2及熔接后形成的熔接點4的另一環(huán)形凹槽，敏感光纖繞制區(qū)1la的環(huán)形凹槽底部設(shè)置有穿透至光纖熔接區(qū)1lb的環(huán)形凹槽底部的光纖孔101c，通過光纖孔1lc穿過保偏尾纖2，下絕緣蓋板103具有與敏感光纖繞制區(qū)1la的環(huán)形凹槽頂部相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)并在安裝后下絕緣蓋板103蓋住敏感光纖繞制區(qū)101a，上絕緣蓋板102具有與光纖熔接區(qū)1lb的環(huán)形凹槽頂部相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)并在安裝后上絕緣蓋板102蓋住光纖熔接區(qū)101b。敏感單元本體結(jié)構(gòu)101優(yōu)選采用鋁合金材料機加工成型，上絕緣蓋板102和下絕緣蓋板103均優(yōu)選采用環(huán)氧絕緣材料，采用絕緣材質(zhì)能夠防止敏感單元出現(xiàn)電流環(huán)流現(xiàn)象，提高電網(wǎng)運行的安全性能。
[0031]如圖2所示，優(yōu)選在敏感光纖繞制區(qū)1la的內(nèi)外側(cè)均設(shè)置有密封圈105，在安裝后下絕緣蓋板103與敏感光纖繞制區(qū)1la之間通過密封圈105密封，密封圈105可以選用耐老化、防腐蝕的材質(zhì)，能夠保證其防水防穢功能，這種結(jié)構(gòu)的敏感單元及其敏感單元本體結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧、體積小重量輕，在滿足內(nèi)部放置N個敏感光纖環(huán)(N的數(shù)量通常根據(jù)應(yīng)用場所而定)的前提下，起到防雨、防塵及靜電屏蔽等保護敏感光纖環(huán)的作用，較大程度地提高了敏感單元的安全性和可靠性，進一步提高電網(wǎng)運行的安全性能。
[0032]如圖5所示，優(yōu)選在光纖熔接區(qū)1lb的環(huán)形凹槽的側(cè)壁上均勻設(shè)置走纖槽101d，具體可如圖所示光纖熔接區(qū)1lb的環(huán)形凹槽在內(nèi)外徑方向均勻設(shè)置，敏感單元與高壓隔離斷路器集成時，高壓隔離斷路器中的絕緣子法蘭引出的保偏傳輸光纖3經(jīng)走纖槽1ld伸入光纖熔接區(qū)101b，再將該保偏傳輸光纖3與在該光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)的保偏尾纖2熔接，熔接后形成的熔接點4也容納在該光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)不外露，結(jié)構(gòu)精巧，在操作完畢后用上絕緣蓋板102封閉，能夠保護熔接點及光纖從而規(guī)避磕碰風(fēng)險。
[0033]本實用新型集成化的全光纖電流互感器的光纖孔1lc優(yōu)選為斜孔，如圖2所示，該斜孔可理解為是設(shè)置在敏感單元本體結(jié)構(gòu)101的雙面環(huán)形凹槽之間，保偏尾纖2從雙面環(huán)形凹槽之間的斜孔穿到另一面，進入光纖熔接區(qū)101b，在槽內(nèi)盤繞起來，保偏尾纖2不外露。斜孔的角度適應(yīng)于從敏感光纖繞制區(qū)1la繞制敏感光纖環(huán)104后引出保偏尾纖2至光纖熔接區(qū)101b，即斜孔順應(yīng)光纖線圈繞制角度和穿纖角度，避免光纖應(yīng)力集中，進一步保護光纖不受損壞，提尚全光纖電流互感器的性能。
[0034]本實用新型集成化的全光纖電流互感器的敏感光纖繞制區(qū)1la內(nèi)可容納一路敏感光纖環(huán)104，如圖2所示；當(dāng)然也可以如圖6所示優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在敏感光纖繞制區(qū)1la內(nèi)容納多路敏感光纖環(huán)104，多路敏感光纖環(huán)104對應(yīng)連接多路保偏尾纖2，這多路保偏尾纖2均穿過光纖孔1lC進入光纖熔接區(qū)1lb，高壓隔離斷路器中的絕緣子法蘭伸出的保偏傳輸光纖3分別伸入光纖熔接區(qū)1lb進行熔接后，用上絕緣蓋板102蓋住，此時光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)容納多路保偏尾纖2及熔接后形成的各熔接點4。各路保偏尾纖2之間相互獨立、互不干擾，且不外露，簡化了安裝集成返修的難度，降低了磕碰破損的風(fēng)險。為使得敏感光纖繞制區(qū)1la內(nèi)容納的各路敏感光纖環(huán)104之間相互獨立互不干擾，可在敏感光纖繞制區(qū)1la內(nèi)設(shè)置多個相隔離的第一環(huán)形區(qū)域，如圖6所示，在敏感光纖繞制區(qū)1la內(nèi)設(shè)置三個相隔離的第一環(huán)形區(qū)域;為使得光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)容納的各路保偏尾纖2之間相互獨立互不干擾，也可在光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)也相應(yīng)設(shè)置多個相隔離的第二環(huán)形區(qū)域，如圖6所示，在光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)也設(shè)置三個相隔離的第二環(huán)形區(qū)域，各第一環(huán)形區(qū)域和相應(yīng)的第二環(huán)形區(qū)域之間通過設(shè)置光纖孔1lc相通，即該實施例設(shè)置三個光纖孔101c。各路敏感光纖環(huán)104分別設(shè)置在敏感光纖繞制區(qū)1la的各第一環(huán)形區(qū)域內(nèi)，各路敏感光纖環(huán)104對應(yīng)的保偏尾纖2分別穿入相應(yīng)的光纖孔1lc進入光纖熔接區(qū)1lb的各第二環(huán)形區(qū)域。該實施例的全光纖電流互感器集成了多路敏感光纖環(huán)104，多路敏感光纖環(huán)104對應(yīng)的多路保偏尾纖2及各熔接點4均與多路敏感光纖環(huán)104分離設(shè)置，且各路保偏尾纖2及各熔接點4均設(shè)置在光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)不會外露，也不會與各敏感光纖環(huán)104糾纏在一起，避免了由于多個熔接點放置在敏感光纖環(huán)的上側(cè)導(dǎo)致被磕碰損壞的風(fēng)險，多路敏感光纖環(huán)104可以被各第一環(huán)形區(qū)域隔開相互獨立設(shè)置，同時，多路保偏尾纖2及熔接后形成的各熔接點4也相應(yīng)被各第二環(huán)形區(qū)域隔開相互獨立設(shè)置，進一步降低了后續(xù)維護甚至返修的難度，并且全光纖電流互感器與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用的集成度也得到進一步更高。
[0035]針對本實用新型集成化的全光纖電流互感器，當(dāng)集成一路敏感光纖環(huán)104時，則在敏單元本體結(jié)構(gòu)101上設(shè)置一個光纖孔101c，如圖2所示；當(dāng)集成多路敏感光纖環(huán)104時，則需要在敏感單元本體結(jié)構(gòu)101上設(shè)置多路光纖孔101c，將光纖孔1lc設(shè)置為與多路保偏尾纖2相同的數(shù)量，如圖6所示，全光纖電流互感器集成三路敏感光纖環(huán)104，各路敏感光纖環(huán)104均相應(yīng)連接有保偏尾纖2，故有三路保偏尾纖2，該實施例設(shè)置三個光纖孔1lc，各路保偏尾纖2分別穿入相應(yīng)的光纖孔1lc進入光纖熔接區(qū)101b，在保證全光纖電流互感器與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用的同時，進一步降低了后續(xù)維護甚至返修的難度。
[0036]本實用新型的集成化的全光纖電流互感器的敏感單元安裝過程為:將敏感光纖環(huán)104放置在敏感單元本體結(jié)構(gòu)101的敏感光纖繞制區(qū)1la，將敏感光纖環(huán)104連接的保偏尾纖2從敏感單元本體結(jié)構(gòu)101的光纖孔1lc穿至光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)，并將下絕緣蓋板103蓋住敏感光纖繞制區(qū)1la，同時經(jīng)密封圈105密封;將敏感單元安裝在高壓隔離斷路器中的絕緣子法蘭上，或者說是將敏感單元本體結(jié)構(gòu)101與絕緣子法蘭通過螺釘進行集成固定，集成固定后敏感光纖繞制區(qū)1la位于下方，光纖熔接區(qū)1lb位于上方;再將高壓隔離斷路器中的絕緣子一端伸出的保偏傳輸光纖3經(jīng)光纖熔接區(qū)1lb的走纖槽1ld伸入光纖熔接區(qū)101b，然后盤纖熔接，也就是將保偏尾纖2和保偏傳輸光纖3熔接，熔接產(chǎn)生的熔接點4也容納在光纖熔接區(qū)1lb內(nèi)，將上絕緣蓋板102蓋住光纖熔接區(qū)1lb實現(xiàn)密封即可。當(dāng)敏感單元內(nèi)集成多路敏感光纖環(huán)時，則為高壓隔離斷路器中的絕緣子一端伸出的多路保偏傳輸光纖均經(jīng)光纖熔接區(qū)的走纖槽伸入光纖熔接區(qū)，優(yōu)選如圖6所示結(jié)構(gòu)，高壓隔離斷路器中的絕緣子一端伸出的三路保偏傳輸光纖均經(jīng)光纖熔接區(qū)1lb的走纖槽1ld分別伸入光纖熔接區(qū)1lb相應(yīng)的三個第二環(huán)形區(qū)域，在各第二環(huán)形區(qū)域內(nèi)分別將保偏尾纖2和保偏傳輸光纖3熔接，熔接產(chǎn)生的各熔接點4也相應(yīng)容納在光纖熔接區(qū)1lb的各第二環(huán)形區(qū)域內(nèi)，再將上絕緣蓋板102蓋住光纖熔接區(qū)1lb實現(xiàn)密封即可。絕緣子法蘭是全光纖電流互感器的敏感單元的安裝載體，同時也是高壓母線的安裝載體，通過設(shè)置敏感單元的獨特結(jié)構(gòu)，絕緣子法蘭的臂從敏感單元本體結(jié)構(gòu)的環(huán)形結(jié)構(gòu)中穿過，由于該臂連接高壓母線，故形成影響一次側(cè)的敏感單元的高壓磁場，并且結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)了全光纖電流互感器與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用。保證絕緣子法蘭和敏感單元本體結(jié)構(gòu)等電位，即保證敏感單元本體結(jié)構(gòu)上不通過電流，以防止敏感單元本體結(jié)構(gòu)的保護功能失效及全光纖電流互感器的功能失效。
[0037]全光纖電流互感器除包括敏感單元外，還包括用于全光纖電流互感器的電流采集的采集裝置，采集裝置包括光學(xué)器件和電路板，其中，光學(xué)器件通常包括光源、分光器件、相位調(diào)制器、光電探測器等器件，電路板通常包括數(shù)字信號處理電路等，光學(xué)器件和電路板中的各組成部分之間為常用連接關(guān)系。敏感光纖環(huán)包括光纖線圈、1/4波片和反射鏡，敏感光纖環(huán)通過1/4波片與保偏尾纖相連，保偏尾纖與光學(xué)器件中的相位調(diào)制器相連。敏感單元設(shè)置在現(xiàn)場故可稱為一次側(cè)的敏感單元，采集裝置與現(xiàn)場的一次側(cè)敏感單元連接后，基于法拉第磁光效應(yīng)由采集裝置進行采樣，由電路板輸出攜帶電流值的數(shù)字信號。采集裝置與敏感光纖環(huán)相對應(yīng)連接，也就是說，采集裝置的數(shù)量與敏感光纖環(huán)的數(shù)量相同，每路敏感光纖環(huán)對應(yīng)連接一個采集裝置，當(dāng)敏感光纖環(huán)為多路時，采集裝置也設(shè)置多個，各路敏感光纖環(huán)分別連接相應(yīng)的采集裝置。
[0038]本實用新型的集成化的全光纖電流互感器的工作原理為:光源發(fā)出的光經(jīng)過分光器件達到相位調(diào)制器受到方波的調(diào)制，同時轉(zhuǎn)換為兩束線偏振光，通過保偏尾纖后分別以45°進入敏感光纖環(huán)，經(jīng)敏感光纖環(huán)的1/4波片變?yōu)樽笮陀倚獠?，兩束旋光通過敏感光纖環(huán)傳播時，穿過它的電流產(chǎn)生磁場，由于法拉第磁光效應(yīng)，兩束光波之間產(chǎn)生了相位差，經(jīng)反射鏡反射的返回光再次經(jīng)過1/4波片后，兩束旋光均轉(zhuǎn)換為線偏振光，并攜帶了相位信息，在分光器件處發(fā)生干涉。最后，攜帶相位信息的光由分光器件耦合進入光電探測器，光電探測器通過測量干涉后的信號幅值間接測量出導(dǎo)線中的電流值，將光電探測器輸出的光強電信號輸入到數(shù)字信號處理電路，數(shù)字信號處理電路接收光電探測器輸出的攜帶了光強信息的電信號，并對電信號進行處理得到被測導(dǎo)體的電流。
[0039]以上所述的為集成化的全光纖電流互感器包括一個敏感單元的情況；當(dāng)然，本實用新型集成化的全光纖電流互感器也可以包括多個敏感單元，各敏感單元層疊設(shè)置，此時適用于多個敏感單元與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用，每個敏感單元的自身結(jié)構(gòu)可以為如圖2或圖6所示結(jié)構(gòu)，圖7為本實用新型優(yōu)選的集成化的全光纖電流互感器在與高壓隔離斷路器的集成應(yīng)用時的結(jié)構(gòu)示意圖，集成了三個敏感單元:第一個敏感單元1A、第二個敏感單元IB和第三個敏感單元IC層疊設(shè)置，優(yōu)選地，在各敏感單元的光纖熔接區(qū)1lb均設(shè)置走纖槽101d，高壓隔離斷路器中的絕緣子5的法蘭引出的各路保偏傳輸光纖3分別經(jīng)各敏感單元的走纖槽1ld伸入各敏感單元的光纖恪接區(qū)101b，各敏感單元的光纖恪接區(qū)1lb內(nèi)容納各敏感單元的保偏尾纖2與各路保偏傳輸光纖3熔接后形成的熔接點4。每個敏感單元的敏感光纖繞制區(qū)1la內(nèi)可容納一個敏感光纖環(huán)104或進一步優(yōu)選容納兩個以上敏感光纖環(huán)104，總之，多個敏感單元所涉及到更多的敏感光纖環(huán)104、保偏尾纖2、保偏傳輸光纖3和熔接點4均能夠通過巧妙合理設(shè)置來避免被磕碰的風(fēng)險，也進一步體現(xiàn)了全光纖電流互感器的集成化特性。
[0040]如圖7所示實施例，集成多個敏感單元時與高壓隔離斷路器集成應(yīng)用安裝時，可先將各敏感單元的敏感光纖繞制區(qū)1la容納敏感光纖環(huán)104、將保偏尾纖2穿至光纖熔接區(qū)1lb以及將敏感光纖繞制區(qū)1la通過下絕緣蓋板103密封;然后將各敏感單元依次安裝應(yīng)用，具體為，先將第一個敏感單元IA的敏感單元本體結(jié)構(gòu)101與絕緣子法蘭通過螺釘進行集成固定，再將高壓隔離斷路器中的絕緣子5的一端伸出的保偏傳輸光纖3經(jīng)第一個敏感單元IA的走纖槽1ld伸入第一個敏感單元IA的光纖熔接區(qū)101b，盤纖熔接后再將第一個敏感單元IA的光纖熔接區(qū)1lb通過上絕緣蓋板102密封，完成第一個敏感單元IA的集成安裝，再將第二個敏感單元IB層疊設(shè)置在第一個敏感單元IA上，并且通過螺釘將第二個敏感單元IB的敏感單元本體結(jié)構(gòu)101集成固定在絕緣子法蘭上，再將高壓隔離斷路器中的絕緣子5的一端伸出的另一保偏傳輸光纖3經(jīng)第二個敏感單元IB的走纖槽1ld伸入第二個敏感單元IB的光纖熔接區(qū)101b，盤纖熔接后通過上絕緣蓋板102密封第二個敏感單元IB的光纖熔接區(qū)101b，完成第二個敏感單元IB的集成安裝，后續(xù)的第三個敏感單元IC的安裝原理相同，依次層疊安裝。
[0041 ]應(yīng)當(dāng)指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，包括敏感單元，所述敏感單元包括敏感單元本體結(jié)構(gòu)、上絕緣蓋板、下絕緣蓋板、敏感光纖環(huán)和保偏尾纖，所述敏感單元本體結(jié)構(gòu)為具有雙面環(huán)形凹槽的環(huán)形結(jié)構(gòu)并設(shè)置有敏感光纖繞制區(qū)和光纖熔接區(qū)，所述敏感光纖繞制區(qū)為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的一端面沿環(huán)設(shè)置的容納敏感光纖環(huán)的環(huán)形凹槽，所述光纖熔接區(qū)為在環(huán)形結(jié)構(gòu)的另一端面沿環(huán)設(shè)置的容納保偏尾纖及熔接后形成的熔接點的另一環(huán)形凹槽，所述敏感光纖繞制區(qū)的環(huán)形凹槽底部設(shè)置有穿透至光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽底部的光纖孔，通過所述光纖孔穿過保偏尾纖，所述下絕緣蓋板具有與敏感光纖繞制區(qū)的環(huán)形凹槽頂部相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)并在安裝后下絕緣蓋板蓋住敏感光纖繞制區(qū)，所述上絕緣蓋板具有與光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽頂部相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)并在安裝后上絕緣蓋板蓋住光纖熔接區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述敏感光纖繞制區(qū)內(nèi)容納多路敏感光纖環(huán)，多路敏感光纖環(huán)對應(yīng)的多路保偏尾纖均穿過光纖孔進入光纖熔接區(qū)，所述光纖熔接區(qū)內(nèi)容納多路保偏尾纖及熔接后形成的各熔接點。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述敏感光纖繞制區(qū)內(nèi)設(shè)置多個相隔離的第一環(huán)形區(qū)域，所述光纖熔接區(qū)內(nèi)也相應(yīng)設(shè)置多個相隔離的第二環(huán)形區(qū)域，各路敏感光纖環(huán)分別設(shè)置在各第一環(huán)形區(qū)域內(nèi)，容納各路傳感光纖環(huán)的各第一環(huán)形區(qū)域內(nèi)均設(shè)置有光纖孔，各路敏感光纖環(huán)對應(yīng)的保偏尾纖分別穿入相應(yīng)的光纖孔進入光纖熔接區(qū)的各第二環(huán)形區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述光纖熔接區(qū)的環(huán)形凹槽的側(cè)壁上均勻設(shè)置有走纖槽，高壓隔離斷路器中的絕緣子一端引出的保偏傳輸光纖經(jīng)所述走纖槽伸入光纖熔接區(qū)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述敏感單元為層疊設(shè)置的多個，各敏感單元的光纖熔接區(qū)均設(shè)置有走纖槽，高壓隔離斷路器中的絕緣子一端引出的各路保偏傳輸光纖分別經(jīng)各走纖槽伸入各敏感單元的光纖熔接區(qū)，所述各敏感單元的光纖熔接區(qū)內(nèi)容納各敏感單元的保偏尾纖與各路保偏傳輸光纖熔接后形成的熔接點。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述敏感光纖繞制區(qū)的內(nèi)外側(cè)均設(shè)置有密封圈，在安裝后下絕緣蓋板與敏感光纖繞制區(qū)之間通過所述密封圈密封。7.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述光纖孔為斜孔，所述斜孔的角度適應(yīng)于從敏感光纖繞制區(qū)繞制敏感光纖環(huán)后引出保偏尾纖至光纖熔接區(qū)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述敏感單元本體結(jié)構(gòu)采用招合金材料機加工成型。9.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的集成化的全光纖電流互感器，其特征在于，所述上絕緣蓋板和下絕緣蓋板均采用環(huán)氧絕緣材料。
【文檔編號】G01R15/24GK205643469SQ201620163977
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】于熙, 劉東偉, 楊全利
【申請人】易能乾元（北京）電力科技有限公司