一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器制造技术

本发明专利技术提供一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器，包括：传感单元，设置在所述高压设备的内部，用于采集所述高压设备内部的支路电流信号；光纤，包括第一高压段光纤和第二高压段光纤，用于传输所述高压设备内部的支路电流信号；所述第一高压段光纤，与所述传感单元连接并设置在所述高压设备的内部，所述第一高压段光纤的外部设置有螺旋管；所述第二高压段光纤，设置在所述高压设备的内部并分段固定于光纤槽内。适用于高压领域，可安装到柔性直流输电的直流换流阀或高压直流断路器等高压设备的阀塔内部，对高压设备内部的支路电流进行测量，既保证了电流的有效测量，又不破坏高压设备的绝缘性能，同时还能够满足一定的机械强度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器
本专利技术涉及电力系统高压
，具体涉及一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器。
技术介绍
随着电力系统电力电子技术的发展，越来越多的基于电力电子器件的换流装置开始应用于交直流输电系统，例如直流断路器、统一潮流控制器、高压直流/直流变换器等，在实际应用中需要经常对这些高压设备的内部支路电流进行测量。基于法拉第磁光效应、电光效应的全光纤电流传感器又被称为纯光电流互感器，作为新型电子式电流互感器，由于其精度高、量程大、响应快、频带宽、体积小、抗干扰能力强、绝缘性能好等优势，逐渐被应用于电力系统的自动化变电站、高压直流输电、高铁和船舶等领域。柔性直流输电对电流传感器的延时、带宽和精度要求较高，全光纤电流传感器能够同时测量电流的交直流分量，延时远远小于其它类型电流传感器。全光纤电流传感器应用于柔性直流输电系统中时，优势发挥得更为明显。全光纤电流传感器虽然相对于其它类型的电流传感器体积较小，但应用在高压场合时，也是应用在高压设备的阀塔外部，采用支撑或悬吊独立安装，通过支撑绝缘子或者悬吊绝缘子保障绝缘和机械性能。中国专利CN105067875A公开了一种全光纤电流互感器，包括通过光纤连接的高压侧的一次传感单元部分和低压侧的二次采集机箱部分，所述一次传感单元部分采集高压侧的电流并将所述电流通过所述光纤传输给所述二次采集机箱部分；所述光纤安装在可折叠的分段式复合绝缘子内。可用于母线周围，但不能应用于高压设备内部测量支路电流。目前常规的全光纤电流传感器在高压场合应用时一般有两种绝缘方案。一种是独立绝缘子安装，将紧套保偏光纤密封在绝缘子内部，利用绝缘子实现高压端与地电位间的绝缘；针对高压设备内部支路电流的测量需求，由于会破坏高压设备原有的绝缘设计，高压设备内部不能直接插入绝缘子，因此不能使用该绝缘子方案。另一种是将全光纤互感器的敏感环安装在高压套管的地电位外壳上，利用套管保障绝缘，由于敏感环处于地电位，因此可以使用普通松套光纤。而普通松套光纤是在紧套保偏光纤外面增加一层外护套，中间放入芳纶来提高机械性能，同时中间会有空气。如果在高压设备内部直接使用普通松套光纤，由于光纤内部有空气，外护套透气性不好，随着外部环境温度的变化，光纤内部空气中的水汽凝结聚集会破坏光纤的绝缘性能。另外，在高压设备上应用的通信光纤，采用粗紧套光纤(直径2mm以上)，由于中间没有空气，虽然解决了高压绝缘和机械强度问题，但由于保偏光纤对应力比较敏感，因此使用粗紧套光纤不能保证有效测量也不能使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中通过全光纤电流传感器测量高压设备内部电流时难以同时兼顾有效测量、高压绝缘性能和机械强度的缺陷。本专利技术提供一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器，包括：传感单元，设置在所述高压设备的内部，用于采集所述高压设备内部的支路电流信号；光纤，包括第一高压段光纤和第二高压段光纤，用于传输所述高压设备内部的支路电流信号；所述第一高压段光纤，与所述传感单元连接并设置在所述高压设备的内部，所述第一高压段光纤的外部设置有螺旋管；所述第二高压段光纤，设置在所述高压设备的内部并分段固定于光纤槽内。优选地，所述传感单元包括敏感环，所述高压设备内部的导体穿过所述敏感环以传输所述高压设备内部的支路电流信号。优选地，所述光纤为紧套保偏光纤。优选地，所述紧套保偏光纤的直径范围为800微米至1200微米。优选地，所述第二高压段光纤的外部设置有绝缘波纹管。优选地，所述光纤还包括第一地电位段光纤和第二地电位段光纤；所述第一地电位段光纤的外部设置有金属护套，所述第二地电位段光纤的外部设置有管状防护物。优选地，所述第一地电位段光纤和所述第二地电位段光纤之间设置有光纤熔接盒。优选地，所述第二地电位段光纤与电子单元连接。优选地，所述电子单元包括合并单元。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器，包括：传感单元，设置在所述高压设备的内部，用于采集所述高压设备内部的支路电流信号；光纤，包括第一高压段光纤和第二高压段光纤，用于传输所述高压设备内部的支路电流信号；所述第一高压段光纤，与所述传感单元连接并设置在所述高压设备的内部，所述第一高压段光纤的外部设置有螺旋管；所述第二高压段光纤，设置在所述高压设备的内部并分段固定于光纤槽内。该全光纤电流传感器，适用于高压领域，可安装到柔性直流输电的直流换流阀或高压直流断路器等高压设备的阀塔内部，用于对高压设备内部的支路电流进行测量，相较于专利CN105067875A，本专利技术提供的全光纤电流传感器安装在高压设备阀塔内部，能够对高压设备内部支路电流进行测量，不仅保证了电流的有效测量，又不破坏高压设备的绝缘性能，并且不使用绝缘子来保障绝缘和机械强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器的示意图；图2为一种紧套保偏光纤的结构示意图；图3为图1所示的全光纤电流传感器用于混合式直流断路器的示意图。附图标记：1-敏感环；2-光纤；3-螺旋管；4-分段固定点；5-光纤槽；6-绝缘波纹管；7-高压设备；8-地沟；9-金属波纹管或其它管状防护物；10-光纤熔接盒；11-不需要考虑绝缘的护套；12-电子单元；13-高压段；14-地电位段；18-内涂覆层；19-外涂层；15-混合式直流断路器的支路1；16-混合式直流断路器的支路2；17-混合式直流断路器的支路3；20-全光纤电流传感器。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本实施例提供一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器，如图1所示。在高压段13和地电位段14之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器，其特征在于，包括：传感单元，设置在所述高压设备的内部，用于采集所述高压设备内部的支路电流信号；光纤，包括第一高压段光纤和第二高压段光纤，用于传输所述高压设备内部的支路电流信号；所述第一高压段光纤，与所述传感单元连接并设置在所述高压设备的内部，所述第一高压段光纤的外部设置有螺旋管；所述第二高压段光纤，设置在所述高压设备的内部并分段固定于光纤槽内。

【技术特征摘要】
1.一种用于高压设备内部测量的全光纤电流传感器，其特征在于，包括：传感单元，设置在所述高压设备的内部，用于采集所述高压设备内部的支路电流信号；光纤，包括第一高压段光纤和第二高压段光纤，用于传输所述高压设备内部的支路电流信号；所述第一高压段光纤，与所述传感单元连接并设置在所述高压设备的内部，所述第一高压段光纤的外部设置有螺旋管；所述第二高压段光纤，设置在所述高压设备的内部并分段固定于光纤槽内。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感单元包括敏感环，所述高压设备内部的导体穿过所述敏感环以传输所述高压设备内部的支路电流信号。3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述光纤为紧套保偏光纤。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兵建，王成昊，郑林，吴文祥，刘近，杨树森，张见，陆翌，裘鹏，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11