一种气体绝缘开关设备装置包括位于分隔绝缘体（１）处的电流传感器和电压传感器。该电流传感器包括在挠性载体带（２）上的磁光纤维（１１）并且为了容易地安装到组装的开关设备装置可以独立制造。该电流传感器包括径向延伸进入分隔绝缘体（１）并且其末端嵌入母线（５）中的以及分隔绝缘体（１）的金属包环（３）中的凹陷（１６）中的用于准确积分电压的电光纤维。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有光学电流传感器的气体绝缘高电压开关设备装置。
技术介绍
用于气体绝缘开关设备(GIS)的常规电流和电压互感器一般基于电磁感应。这些 互感器是笨重并且体积大的模块并且是GIS系统的组成部分。电流互感器可安装在隔离开 关/接地开关和断路器之间。电压互感器可安装在隔离开关/接地开关的相对侧且在套管 附近。互感器的可观大小与GIS的主要目的(即整体紧凑和节省空间)形成对比。 近年来，已经公开更紧凑的电子和光学传感器。DE 4025911 Al描述单相封装GIS 的光学电压和电流传感器的紧凑设置。电压通过放置在金属环内部的盘形石英晶体中的压 电效应测量。该预先组装的传感器模块安装在两个GIS隔室之间并且形成GIS封装的一部 分。由在母线周围的电场引起的石英的压电变形用光纤检测。该模块还可包含用于磁光电 流测量(法拉第效应)的光纤线圈的机械支撑。该纤维线圈可置于GIS气体隔室(即充满 气体的腔室)的内部或外部。该设置的缺点是需要从GIS腔室到外部的气密性纤维穿入通 孔(feed-through)并且需要保护纤维不受电弧中产生的SF6的侵蚀性分解产物的影响。参考文献1描述具有结合的电子电流和电压传感器的紧凑模块。这里，电流用 Rogowski线圈测量，而电压用电容分压器测量。该模块也安装在两个GIS隔室之间。EP 1710589 Al公开光学电流和电压传感器的另外的设置。这里，机械支撑结构包 括两个环形部分(一个导电，另一个不导电)，其也安装在两个GIS隔室之间并且也是GIS 封装的部分。在环形部件之间设置容纳用于电流传感的光纤的槽。非金属部分具有死端孔 (可从外部进入)，其容置用于光学电压测量的普克尔盒。此外，在尺寸和介电常数上的温 度依赖变化可影响电压测量。上文的方式共同点在于在不将开关设备从线路中取下并且至少部分拆解它的情 况下，改型或模块更换是不可能的。WO 2005/111633公开无应力封装的概念和光纤电流传感器的传感纤维的取向，例 如用于在电解铝厂的高直流电的精确测量。US6, 348，786 和 US5, 936，395 公开基于电极化(electrically poledfiber)纤维 的光学电压传感器。EP522 303描述包括用于电流测量的环形卷绕线圈和用于电压测量的中空圆柱形 传感电极的电流和电压传感器。
技术实现思路
要由本专利技术的解决的问题是提供具有电流传感器的气体绝缘开关设备装置，其产 生准确的电流测量同时易于组装。该问题通过权利要求1的装置解决。因此，磁光纤维在离母线的一定距离处绕母 线卷绕至少一次。该纤维由挠性载体带承载，并且与该载体带分开的屏蔽墙设置在该载体带和腔室之间该设计允许使纤维位于腔室外面，其消除对气密性纤维穿入通孔的需要。同时，由 纤维和它的载体带构成的传感组件可以独立于开关设备的剩余部分而被制造和校准并且 安装到开关设备而不需要拆卸开关设备。这简化安装、维护或改型。附图说明本专利技术的另外的实施例、优势和应用在从属权利要求以及在下列说明中公开，其 参考附图，其中图1是具有电流和电压传感器的GIS (仅上半部)的第一实施例的截面图；图2是具有电流和电压传感器的GIS (仅上半部)的第二实施例的截面图；图3是具有嵌入纤维的载体带的截面图；图4是具有嵌入纤维的载体带的多重卷绕设置的截面图；图5是具有嵌入纤维的若干卷绕的载体带的截面图；图6是具有电流传感器的GIS(仅上半部)的第三实施例的截面图；图7是具有电流传感器的GIS(仅上半部)的第四实施例的截面图；图8是具有电流传感器的GIS(仅上半部)的第五实施例的截面图；图9是具有电压传感器的GIS(仅上半部)的第六实施例的截面图；图10是具有电压传感器的GIS(仅上半部)的第七实施例的截面图，以及图11是极化纤维的截面图。具体实施例方式定义下列定义在本文和权利要求中使用方向“轴向”指定在电压和电流传感器的区域中的母线的纵向轴线。方向“径向”指定垂直于该轴向的任意方向。术语“挠性载体带”指可以从拉伸组态非破坏性地弯曲到对应于GIS外壳的典型 半径的半径、即弯曲到大约20cm或更大半径的载体带。电流传感器设置图1示出气体绝缘开关设备的第一实施例的截面图。它包括封闭腔室40的外壳 6，腔室40填充有例如SF6等绝缘气体或真空。典型地，外壳6绕母线5 (输送电流使其通 过开关设备)圆柱形地并且共心地设置。腔室40由分隔绝缘体1分为多个轴向分开的分 区。每个分隔绝缘体1包括从外壳6延伸到母线5的分隔墙41。分隔墙41由金属包环 (embracing) 3 环绕。在第一实施例中，改良GIS的至少一个分隔绝缘体使得它容纳光学电流传感器和 /或光学电压传感器。电流传感器利用光纤11中的磁光效应(法拉第效应)。优选的传感 器版本是如在参考文献2、3和W02005/11633中描述的干涉型传感器。电流的磁场产生传 感纤维11中传播的左和右圆偏振光波的差分相移。该相移例如通过如从光纤陀螺仪知道 的技术检测。然而，本专利技术不限于干涉型光纤电流传感器，而也可用于其他传感器，特别地 偏振式传感器。在偏振式传感器中磁光效应检测为线偏振光波的旋转。传感纤维11包封在例如大致上矩形的挠性载体带2中，例如纤维增强环氧树脂的 载体带，如在WO 2005/111633中公开的。包括它的嵌入纤维11的载体带的截面图在图3 中示出。分隔绝缘体1的金属包环3形成屏蔽墙，将其与载体带2分开，屏蔽墙设置在载体 带2和腔室40之间。也就是说，载体带2设置在腔室40外面，例如在标准大气压下。金属 包环3设置在分隔墙41径向外侧并且连接到其上。金属包环3在它的径向面朝外的侧上具有槽或凹陷4以容纳一个或若干个环的挠 性载体带(参见图3-5)。重要的是没有电流通过金属包环3，因为电流传感器应该仅测量母线5中的电流， 而不受GIS外壳6中的任何电流影响。轴向设置在外壳6的两个相邻管段之间的包环3因 此通过一个或多个不导电密封件7与管段中的一个或两个电隔离。该密封件7还防止气体 (通常加压的SF6气体)从开关设备的充气腔室40泄漏。 外壳6的相邻管段的凸缘8通过螺栓和螺母固定在一起(其中一个的位置在图1 中的标号42下面的虚线中示出)。该螺栓优选地在传感载体带2的径向外侧上穿入金属包 环3。通过螺栓的任何电流则将不会干扰电流测量。如果该螺栓在载体带2的径向内侧上 穿入金属包环3，它们必须与凸缘8中的至少一个电隔离以便防止电流流过该螺栓。在外壳 6中流动的电流通过电连接凸缘8的导电部分9引导在载体带周围。部分9设置在载体带 的纤维环的径向外侧，这也是为了防止它的电流被测量到。金属包环3和部分9或GIS外 壳6之间的导通连接10确定金属包环3处于与外壳6相同的电势(地电势)。传感纤维11优选是具有低固有双折射的单模熔融石英纤维。裸光纤(没有涂层) 容纳在如在图3中示出并且如在EPl 512 981 (其的公开通过引用结合于此)中描述的薄 熔融石英毛细管(fused Silicacapillary)12中。该毛细管12为了保护而涂有例如薄聚 酰亚胺涂层并且填充有润滑剂以避免纤维和毛细管壁之间的摩擦。该毛细管嵌入在载体带 2的槽13中的硅酮或树脂中。该槽13可例如具有矩形或三本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体绝缘开关设备装置，其包括外壳（６），设置在所述外壳（６）中且填充有绝缘气体或是真空的腔室（４０），至少一个设置在所述腔室（４０）中用于输送电流的母线，以及在离所述至少一个母线（５）一定距离处绕所述至少一个母线（５）卷绕的磁光纤维（１１）的至少一个纤维环，用于测量通过所述母线（５）的电流，其中所述装置特征在于承载所述纤维（１１）的环形挠性载体带（２），与所述载体带（２）分开并且设置在所述载体带（２）和所述腔室（４０）之间的屏蔽墙（３）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：K博纳特，H布兰德尔，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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