[實用新型]一種具有集成式一次側傳感單元的全光纖電流互感器

有效

• 申請號: 201520059913.0
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN204479634U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 高吉普;徐長寶;王宇;魯彩江;楊全利
• 申請（專利權）人: 貴州電力試驗研究院;易能乾元（北京）電力科技有限公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 高麗萍

技術領域

本實用新型涉及電流互感器技術領域，特別是一種具有集成式一次側傳感單元的全光纖電流互感器。

背景技術

電流傳感器/互感器是電力系統中繼電保護與電能計量的重要設備，用來測量傳輸中的電流大小，并將測量到的電流大小發送至測量儀器和繼電保護裝置，為計量及保護等設備提供電流信號。電流互感器的長期穩定性、可靠性和安全性與電力系統的安全、穩定運行密切相關。隨著電力系統向大容量、超高壓和特高壓方向發展，對電力設備小型化、智能化及高可靠性的要求越來越高。傳統的電磁式電流互感器由于系統的電壓增高，致使電磁式電流互感器互感器的絕緣結構復雜、體積增加、成本偏高；同時傳統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，在高電壓等級運行存在安全隱患，已難以滿足電力系統的發展要求。因此，迫切需要新的測量方法來替代傳統的檢測手段，而基于法拉第效應的全光纖電流互感器可以克服以上問題，因此在電力系統中應用十分廣泛。隨著我國經濟持續大力發展，用電量逐年增加，電力系統中輸變電領域也面領著嚴峻的挑戰。為適應我國的形勢，輸變電領域正在向高壓、特高壓、超高壓等方向發展，因此要求輸變電設備具有智能化、高度集成化和節約化特點；同時由于土地資源的日益稀缺及生產成本的逐年攀升，輸變電設備向智能化、高度集成化和節約化發展的趨勢已十分明顯；并且輸變電設備的高度集成化絕不僅僅是設備與設備之間的集成，而是要求每一種設備本身兼具集成化的特點。

全光纖電流互感器包括一次側傳感單元、絕緣子和采集單元。一次側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”，將敏感單元設置在高壓一次端，高壓母線周圍的電場使敏感單元內感應光纖中的光傳播角度發生相位偏差從而和起始的光纖中光的傳播角度發生角差，此角差通過敏感單元內的反射鏡反饋到采集單元，采集單元通過反饋回來的角差信號調制解調出一次側高壓電流的信號，將這一信號反饋給繼電保護設備及在線監測設備等電力設備。除上述反射鏡外，敏感單元包含感應光纖和傳輸光纖，傳輸光纖的一端和感應光纖的一端熔接到一起，感應光纖的另一端設置有反射鏡，傳輸光纖的另一端和絕緣子中的預埋光纖熔接在一起，絕緣子中的預埋光纖的另一側與采集單元熔接在一起，從而形成一個閉環，為上述信息的傳輸與反饋保障通道暢通。而敏感單元外部設置的金具除了是敏感單元的安裝載體外，還起到保護敏感單元的作用，例如，防雨、防塵及靜電屏蔽等。常見的支柱式全光纖電流互感器的一次側傳感單元結構如圖1a和圖1b所示，其中，一次側傳感單元的金具27采用罐體結構，該種金具27結構形式可以是一個整體部件，或者采用兩個半空罐體扣合而成，罐體內設置敏感單元，罐體內壁焊接有安裝耳朵用于安裝固定敏感單元，空罐兩側設置有對應的用于插入母排1的通透孔，其特點在于金具27內部容量大，金具27內部可以放置N個等匝傳感線圈或敏感單元(N的數量通常根據應用場所而定)，但是由于技術、設計等原因存在結構復雜、體積龐大、加工困難(需專業加工廠家加工)、外觀差及通用性低等缺陷；敏感單元在金具27內整體堆放；通過母排引入高壓電極，其應用僅限于交流供電；具有此種一次側傳感單元結構的整個支柱式全光纖電流互感器占用安裝場所較大，加工成本高；由于母排1穿過金具27內部，電磁波會通過母排1進入金具27內部，因此在靜電屏蔽等方面比較欠缺，甚至會出現放電及環流現象，對電流的精度造成一定影響，并給電網的安全運行帶來極大的隱患。并且，該一次側傳感單元為包括金具與敏感單元的一種非集成式結構，為兩個獨立的組件結構組合成為一個整體即一次側傳感單元，因此該一次側傳感單元往往所含零部件較多，生產組裝及現場安裝耗時較多，體積較大，不符合新一代智能變電站集成化、節約化的要求。

實用新型內容

本實用新型針對傳統技術中的具有非集成式的一次側傳感單元的支柱式全光纖電流互感器的應用存在體積龐大及安裝維護困難等導致不符合智能變電站要求的問題，提供一種具有集成式一次側傳感單元的全光纖電流互感器，能夠實現一次側傳感單元的集成式結構功能，適應新一代智能變電站集成化、智能化要求，并且具有安裝簡單、占地面積較小以及節約成本的優點。

本實用新型的技術方案如下：