[发明专利]一种光学电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性光缆在光学电流互感器中的应用方法，采用此方法的柔性光学电流互感器适用于数字化变电站或电厂、工矿企业中对一次电流信号的探测。

背景技术

电流互感器是监测电力系统运行状态的重要设备，变电站中测量、监控和保护控制依靠它来获得测量、计量、保护所需的电流信息。传统的电流互感器为电磁式互感器，电磁式互感器由于体积笨重、绝缘结构复杂、易磁饱和、易铁磁谐振、动态测量范围小、响应频带窄等原因越来越不能满足电力系统自动化、数字化网等发展的需要。光学电流互感器具有绝缘结构简单、体积小、重量轻、线性度好，不存在磁饱和与铁磁谐振问题等优点，取代传统的电磁式互感器已成为必然。

光学电流互感器中最重要的部件是传感光纤，将传感光纤围绕一次导体旋转数周后，可以正比例地传感被测一次导体上的电流信号。目前应用的光学电流互感器是将传感光纤盘绕在固定的支撑骨架上制成固定结构的传感环，光纤尾端用胶粘结在骨架上固定位置，这样存在的问题是：传感光纤与支撑骨架紧密接触，支撑骨架的热胀冷缩、振动等对其传感特性有很大的影响，互感器精度会有较大的变化；将光纤尾端粘结在支撑骨架上胶特性会缓慢变化，造成长期运行后，光纤尾端缓慢释放应力，影响互感器精度；传感光纤缺乏保护，光纤易折断；光纤长期与空气接触，纤芯易受水气腐蚀影响传感精度，光纤包层易老化产生附加应力影响互感器精度。同时支撑骨架的结构决定了光学电流互感器的外形结构是固定的，只能适用于常规的GIS变电站、AIS变电站等常规应用场合，对于某些特定的应用场合或需求，如变电站部分改造、临时添加测量点、安装空间狭小等，无法很好地满足需求。

基于以上分析，本发明人致力于研究一种能够克服现有结构缺点的光学电流传感器结构，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种光学电流互感器，其采用柔韧可弯曲的光缆测量电流信号，一次传感器可安装在被测一次导体的任意位置，互感器可测量任意形状导体中的电流，安装和维护时无需停电。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种光学电流互感器，包括采集单元、传输光缆和一次传感器，其中，一次传感器包括传感光缆，所述传感光缆包括传感光纤、柔性材料层、光缆外护套和光纤固定件，其中，光纤固定件固定于传感光纤的尾端，而而所述光纤固定件与光缆外护套通过热缩方式进行套紧和密封，在密封后的光缆外护套中注入柔性材料形成柔性材料层。

上述光纤固定件与传感光纤固定时，是对传感光纤的尾端进行金属镀膜形成金属镀膜层，再将该金属镀膜层与金属材质的光纤固定件进行电焊接。

上述柔性材料层采用凝胶制成。

采用上述方案后，本发明将柔性光缆应用在光学电流互感器中，传感光缆可安装在被测一次导体的任意位置，传感光缆可任意弯曲，互感器适合测量任意形状导体中的电流，可以克服传统光学电流互感器精度易受温度、振动和应力影响的问题，安装维护简便、应用范围广、测量准确度高、动态范围大、暂态特性好，能与任意形状的一次导体配合，安装和维护时无需停电；其次，传感光缆体积小、重量轻、安装维护简便，对于变电站内改造、新增测量点、安装空间狭小、工期短、施工期不能停电以及一次导体尺寸过大等应用，均可以提供很好的解决方案，可以取得良好的经济效应和社会效益。本发明也可以替代GIS或AIS光学互感器等，在各类常规需求的数字化变电站中进行应用。

附图说明

图1是本发明的整体架构图；

图2是本发明中传感光缆的结构示意图；

图3是本发明中传感光缆的应用示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种光学电流互感器，采用光纤为Faraday材料，将传感光纤套在一次导体外通过farady磁光效应感应一次电流产生的磁场，采用反射式光纤Sagnac干涉技术实现对光信号的测量。