[發明專利]一種光學電流互感器

在審

• 申請號: 201310252860.X
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104237601A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 王耀;閻嫦玲;趙俊;許立國;羅蘇南;須雷;李力;曹冬明
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種柔性光纜在光學電流互感器中的應用方法，采用此方法的柔性光學電流互感器適用于數字化變電站或電廠、工礦企業中對一次電流信號的探測。

背景技術

電流互感器是監測電力系統運行狀態的重要設備，變電站中測量、監控和保護控制依靠它來獲得測量、計量、保護所需的電流信息。傳統的電流互感器為電磁式互感器，電磁式互感器由于體積笨重、絕緣結構復雜、易磁飽和、易鐵磁諧振、動態測量范圍小、響應頻帶窄等原因越來越不能滿足電力系統自動化、數字化網等發展的需要。光學電流互感器具有絕緣結構簡單、體積小、重量輕、線性度好，不存在磁飽和與鐵磁諧振問題等優點，取代傳統的電磁式互感器已成為必然。

光學電流互感器中最重要的部件是傳感光纖，將傳感光纖圍繞一次導體旋轉數周后，可以正比例地傳感被測一次導體上的電流信號。目前應用的光學電流互感器是將傳感光纖盤繞在固定的支撐骨架上制成固定結構的傳感環，光纖尾端用膠粘結在骨架上固定位置，這樣存在的問題是：傳感光纖與支撐骨架緊密接觸，支撐骨架的熱脹冷縮、振動等對其傳感特性有很大的影響，互感器精度會有較大的變化；將光纖尾端粘結在支撐骨架上膠特性會緩慢變化，造成長期運行后，光纖尾端緩慢釋放應力，影響互感器精度；傳感光纖缺乏保護，光纖易折斷；光纖長期與空氣接觸，纖芯易受水氣腐蝕影響傳感精度，光纖包層易老化產生附加應力影響互感器精度。同時支撐骨架的結構決定了光學電流互感器的外形結構是固定的，只能適用于常規的GIS變電站、AIS變電站等常規應用場合，對于某些特定的應用場合或需求，如變電站部分改造、臨時添加測量點、安裝空間狹小等，無法很好地滿足需求。

基于以上分析，本發明人致力于研究一種能夠克服現有結構缺點的光學電流傳感器結構，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種光學電流互感器，其采用柔韌可彎曲的光纜測量電流信號，一次傳感器可安裝在被測一次導體的任意位置，互感器可測量任意形狀導體中的電流，安裝和維護時無需停電。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種光學電流互感器，包括采集單元、傳輸光纜和一次傳感器，其中，一次傳感器包括傳感光纜，所述傳感光纜包括傳感光纖、柔性材料層、光纜外護套和光纖固定件，其中，光纖固定件固定于傳感光纖的尾端，而而所述光纖固定件與光纜外護套通過熱縮方式進行套緊和密封，在密封后的光纜外護套中注入柔性材料形成柔性材料層。

上述光纖固定件與傳感光纖固定時，是對傳感光纖的尾端進行金屬鍍膜形成金屬鍍膜層，再將該金屬鍍膜層與金屬材質的光纖固定件進行電焊接。

上述柔性材料層采用凝膠制成。

采用上述方案后，本發明將柔性光纜應用在光學電流互感器中，傳感光纜可安裝在被測一次導體的任意位置，傳感光纜可任意彎曲，互感器適合測量任意形狀導體中的電流，可以克服傳統光學電流互感器精度易受溫度、振動和應力影響的問題，安裝維護簡便、應用范圍廣、測量準確度高、動態范圍大、暫態特性好，能與任意形狀的一次導體配合，安裝和維護時無需停電；其次，傳感光纜體積小、重量輕、安裝維護簡便，對于變電站內改造、新增測量點、安裝空間狹小、工期短、施工期不能停電以及一次導體尺寸過大等應用，均可以提供很好的解決方案，可以取得良好的經濟效應和社會效益。本發明也可以替代GIS或AIS光學互感器等，在各類常規需求的數字化變電站中進行應用。

附圖說明

圖1是本發明的整體架構圖；

圖2是本發明中傳感光纜的結構示意圖；

圖3是本發明中傳感光纜的應用示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。

本發明提供一種光學電流互感器，采用光纖為Faraday材料，將傳感光纖套在一次導體外通過farady磁光效應感應一次電流產生的磁場，采用反射式光纖Sagnac干涉技術實現對光信號的測量。