[发明专利]含光纤绝缘子及其制造工艺

说明书

本发明涉及到在电力传输网络及变电站中主要用于构成故障测定系统的含光纤绝缘子，同时也涉及到其制造工艺。

为了自动测定电力系统中的故障，传统上采用的含光纤绝缘子具有这样的功能：把来自充电侧光传感器的信号传送到接地侧的探测器。

图3的视图表示出一个采用传统含光纤绝缘子的电压一电流检测系统的结构示例。在图3中，来自电压传感器21和电流传感器22的光信号，通过在含光纤绝缘子23中的光纤24-1和24-2、连接器25-1和25-2以及耦合器26-1和26-2，被传送到探测器27。

在这个检测系统中，传统含光纤绝缘子23用于这种状态：裸光纤24-1及24-2完全设置并用无机玻璃密封在绝缘子的一个内孔中，且每个绝缘子的相对的端面都精细地抛光成镜面。电压传感器21和电流传感器22，用环氧树脂，分别通过石英环28-1和28-2粘合到端面上。另一方面，在探测器27侧的光纤29-1和29-2，用环氧树脂，通过氧化铝环30-1和30-2粘合到光纤的另外端面上。

在上述传统含光纤绝缘子23中，不仅容纳光纤的绝缘子的相对端面必须是抛光镜面，而且从结构上的观点被覆盖的光纤必须同时用环连接到裸光纤上。因此，在环的粘合部位可能发生光线传输损失，且在环的粘合部位没有足够的粘着力。因而，就制造工艺步骤的增加及可靠性而言，上述绝缘子不令人满意。

再有，在传统含光纤绝缘子23中，形成多个光纤通路在结构上有困难，且其中只能形成两个光传输通路。因此，由于光辐射系统及光接收系统通常需要采用单个光传输通路，则需要以昂贵的耦合器26-1和26-2用于光隔离，因而整个系统就很昂贵。

本发明的目的是解决上述问题。并提供含光纤绝缘子及其制造工艺;其特征在于：光纤用无机玻璃密封固定在绝缘子里，光纤从绝缘子的一端伸出，借助于例如熔合的工艺连接到从另一个系统延伸出的其它光纤上，以便提高在绝缘子的端部光纤的可靠性;整个系统能以较便宜的成本制造，而不必采用昂贵的环或耦合器。

按照本发明制造的含光纤绝缘子使光纤穿过在绝缘子中心部形成的通孔，其特征在于：它包括在绝缘子的至少一个端部处的通孔内构成的阶梯部分：一个密封段，它具有夹在该阶梯部分上，下端处所设置的一对支架之间的一个无机玻璃层;以及在外支架的外表面上设置的一个保护层。

根据本发明，制造含光纤绝缘子的工艺中，光纤通过在绝缘子中心部分设置的一个通孔，该工艺的特征在于包括如下步骤：在绝缘子的至少一端处的一个通孔内构成一个阶梯部分;将一个密封段插入该阶梯部分，在该密封段中，无机玻璃层以成型玻璃体的形式而预先成型，并固定在一对支架之间;使所要求数量的裸光纤通过在密封段中形成的一个通孔，在向下施加负载于上支架的状态下，通过加热使无机玻璃软化将光纤密封;以及在外支架放置一个保护层，用于保护光纤。

在上述结构中，由于光纤和阶梯部分外围壁用在通孔阶梯部分（在绝缘子至少一端，最好在相对的每一端）中构成的密封段内的无机玻璃相互密封，所以可能将所要求数量，例如四个被覆盖的光纤连续地置于绝缘子的通孔内，而不使用环等类似的部件，也就是说，光纤覆盖层需要剥去的密封部分限于支架和阶梯部分中无机玻璃的密封部分，并且在密封段外侧设置诸如硅橡胶制的保护层。因此，不象传统产品那样，无需进行端面的镜面抛光，并且所得到的光纤能够消除由于使用箍而造成可靠性的下降，并且不用担忧在端部光纤的弯曲或断裂。

为了获得上述结构的含光绝缘子，将成对支架中内部的支架置入绝缘子至少一端或相对的每一端处设置的阶梯部分内，插入无机玻璃制的预先成型的玻璃体，然后将另一个外部支架置于其上，以构成密封段，另一个办法是，置入无机玻璃且使其整体熔合在一对支架之间，密封段就形成了，并将它插入到阶梯部分内。然后，将光纤插入到密封段和绝缘子的通孔内，并且通过将负载向下施加于密封段（平面压强为每平方厘米几克到几十克）同时加热，有利于用密封段内的无机玻璃将光纤密封在阶梯部分。在这种情况下，由于光纤整个暴露在无机玻璃的软化温度中，光纤的覆盖层需要耐热。再有，支架最好是一个与绝缘子本体同样材料的熔结体或焙烧体。

本发明的这些和其它目的，特点和优越性，结合附图阅读下面对本发明的叙述就更为明了。可以理解，与本发明有关技术上的熟练人员，对本发明作出若干改型和变更，而不会脱离本发明的精神实质，也不会脱离所附权利要求的范围。

为更好地理解本发明，现参考附图，其中：

图1是表示本发明含光纤绝缘子一个端部结构的截面图;

图2a到图2c是表示制造图1结构的含光纤绝缘子步骤的视图;