罐体式单相光学电压互感器，包括绝缘子、GIS腔体、高压电极、探头、探头支撑、光学电压传感头、光纤、光纤气密引出装置、光纤保护盒、电气单元、充气和出气阀门；光学电压传感头的光纤通过探头支撑和下端的光纤气密引出装置引出到光纤保护盒，再引至电气单元。本发明专利技术应用方式灵活、体积小、重量轻、屏蔽效果好，消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题，降低了安全隐患，简化了系统的复杂度，容易安装维护并确保了GIS系统的抗压强度和绝缘性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备
，尤其涉及罐体式单相光学电压互感器。
技术介绍
高压电力互感器是为电力系统提供用于计量、控制和继电保护的必要设备。随着电力系统电压等级地不断提高，光学电压互感器在诸方面展示出了比传统电压互感器的优势，比如光学电压互感器的高压信号通过光纤传输到二次设备，绝缘大大简化、频率响应宽，动态范围大、无磁饱和、轻便易于安装等，因此，光学电压互感器在电力系统中的应用备受重视。国际上，1997年，ABB电力T&D公司报导了 115kV 550kV组合式光学电压/电流互感器。1997年，法国Alstom报道了 123kV 765kV组合式光学电压/电流互感器，已有多台产品在欧洲和北美挂网运行。2003年，加拿大Nxtphase报道了 121kV 550kV的光学电压互感器。国内自1992年开始先后有清华大学、华中科技大学等高校及电子部26所、电力科学研究院、上海互感器厂等众多单位从事此方面的研究，目前已有多种光学电压互感器样机研制出来，但绝大数仅限于试验室阶段。现有技术中的光学电压互感器存在体积较大、重量重、成本高、局放现象及耐电压等问题；而且需进行额外的绝缘设计，因此增加了因压力、湿度等因素带来的安全隐患。为此，急需设计一种新型的无源光学电压互感器。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种罐体式单相光学电压互感器，体积小、重量轻、屏蔽效果好，应用方式灵活。·本专利技术的再一个技术解决问题消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题，降低了安全隐患，简化了系统的复杂度，容易安装维护并确保了 GIS系统的抗压强度和绝缘性能。本专利技术采用的技术方案如下罐体式单相光学电压互感器，包括绝缘子(I)、高压电极(2)、GIS腔体(3)、光学电压传感头(4)、探头￠)、探头支撑(7)、光纤(10)、光纤气密引出装置(8)、电气单元(9);所述高压电极(2)的一端位于所述GIS腔体(3)外，所述高压电极(2)的另一端经过绝缘子(I)置于GIS腔体(3)内；在所述GIS腔体(3)底部开有用于固定光学电压传感头(4)、探头(6)和探头支撑(7)的安装孔，光学电压传感头(4)、探头(6)、探头支撑(7)通过安装孔装于GIS腔体(3)内，然后将光纤气密引出装置(8)和GIS腔体(3)底部密封对接，以使安装孔密封；光纤气密引出装置(8)位于GIS腔体(3)外；所述高压电极(2)与所述光学电压传感头(4)之间的距离；探头支撑(7)底部与光纤气密引出装置(8)固定连接，探头支撑(7)上装有探头￠)，光学电压传感头(4)置于探头(6)上平面与所述高压电极(2)的另一端相对应的位置；与光学电压传感头(4)连接的光纤(10)通过光纤气密引出装置(8)引出至所述电气单元(9)。上述罐体式单相光学电压互感器还包括防爆膜(12)，所述防爆膜(12)与所述GIS腔体⑶连通。上述罐体式单相光学电压互感器还包括光纤保护盒(11)，光纤气密引出装置(8)引出到所述光纤保护盒(11)，再引至所述电气单元(9)。所述绝缘子(I)固定在GIS腔体(3)的顶部，探头(6)安装在探头支撑(7)的顶部，光学电压传感头(4)置于探头(6)顶部表面的中心。所述GIS腔体⑶内填充有SF6绝缘气体。所述光学电压传感头(4)和所述探头(6)表面之间的连接方式为粘结。所述高压电极(2)与所述光学电压传感头(4)之间的高度能够根据不同的电压等级进行调整，以便于提高测试精度。·所述光学电压传感头(4)包括第一光纤准直器(151)、起偏器(16)、1/4波片(17)、BG0晶体(18)、检偏器(19)、第二光纤准直器(152)和第三光纤准直器(153);从电气单元(9)来的光信号通过光纤经所述第一光纤准直器(151)后连接到所述起偏器(16)，经所述起偏器(16)后再依次经过所述1/4波片(17)、所述BGO晶体(18)连接到所述检偏器(19)，经所述检偏器(19)后分为两路，一路反射端经所述第二光纤准直器(152)后通过光纤输出至电气单元(9)，另一路透射端经所述第三光纤准直器(153)后通过光纤输出至电气单元(9)。所述电气单元(9)包括光学闭环反馈控制单元(13)和信号处理单元(14);光学闭环反馈控制单元(13)使光源的中心波长稳定，经过光纤(10)输出至光学电压传感头(4);信号处理单元(14)对光学电压传感头(4)输出的光信号进行处理，解调出被测电压。所述光学闭环反馈控制单元(13)包括SLD光源(20)、Lyot消偏器(21)、耦合器(22)、第一探测器(231)和驱动电路(25) ;SLD光源(20)产生的光经Lyot消偏器(21)变成低偏振光，经过I禹合器(22)输出至光学电压传感头(4);同时I禹合器(22)的输出经过第一探测器(231)将光信号变成电信号后至驱动电路(25)，由驱动电路(25)判断是否满足输出光功率的要求，计算并调整驱动电路参数，反馈至SLD光源(20)，使SLD光源(20)输出稳定的光功率，从而使由I禹合器(22)输出至光学电压传感头(4)的光源输出功率稳定。所述信号处理单元(14)包括第二探测器(232)、第三探测器(233)和信号解调电路(26);第二探测器(232)、第三探测器(233)分别将光学电压传感头(4)出射的两路光信号转变为电信号传输给所述信号解调电路(26)，由信号解调电路(26)分别计算第二探测器(232)、第三探测器(233)的两个探测通道的滑动平均值，交流比直流量，然后对两路探测信号进行加权平均计算，使得两路电压幅值达到平衡，最后将所得的电压值依据通信协议进行组帧后通过串口发送。所述光纤气密引出装置(8)的光纤引出方法采用光纤金属化封装技术，所述光纤气密引出装置(8)包括金属化光纤(27)、金属管(28)、密封圈(29)、光纤引出法兰(30)和光纤穿通孔(31)，;光纤引出法兰(30)上开有光纤穿通孔(31)，所述金属管(28)穿过光纤穿通孔(31)并且金属管(28)和光纤穿通孔(31)之间密封，金属化光纤(27)穿过金属管(28)并且金属化光纤(27)和金属管(28)之间密封，密封圈(29)镶嵌在所述光纤引出法兰(30)的密封面上并且围绕所述光纤穿通孔(31)设置。本专利技术与现有技术相比的有益效果如下(I)本专利技术中光学电压传感头通过探头、探头支撑、光纤气密引出装置直接放置于GIS腔体内，应用方式灵活、体积小、重量轻、成本低；(2)本专利技术中光学电压传感头直接放置于GIS腔体内，屏蔽效果好；(3)本专利技术中高压母线与光学电压传感头之间无需任何骨架支撑，设计结构简单，消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题；(4)本专利技术中高压电极与光学电压传感头之间直接采用GIS腔体中的SF6气体绝缘，无需进行额外的绝缘设计，降低了因压力、湿度等因素带来的安全隐患，简化了系统的复杂度；(5)本专利技术中高压电极与光学电压传感头之间的高度可以根据不同的电压等级进行调整，设计灵活、简单，容易安装维护； (6)本专利技术中光纤气密引出装置的光纤引出方法采用光纤金属化封装技术，该技术避免了因GI S腔体与外界环境存在的气压差所造成的光纤引出端气体泄漏，确保了 GIS系统的抗压强度和绝缘性能。附图说明图I为本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
罐体式单相光学电压互感器，其特征在于：包括绝缘子(1)、高压电极(2)、GIS腔体(3)、光学电压传感头(4)、探头(6)、探头支撑(7)、光纤(10)、光纤气密引出装置(8)、电气单元(9)；所述高压电极(2)的一端位于所述GIS腔体(3)外，所述高压电极(2)的另一端经过绝缘子(1)置于GIS腔体(3)内；在所述GIS腔体(3)底部开有用于固定光学电压传感头(4)、探头(6)和探头支撑(7)的安装孔，光学电压传感头(4)、探头(6)、探头支撑(7)通过安装孔装于GIS腔体(3)内，然后将光纤气密引出装置(8)和GIS腔体(3)底部密封对接，以使安装孔密封；光纤气密引出装置(8)位于GIS腔体(3)外；所述高压电极(2)与所述光学电压传感头(4)之间的距离；探头支撑(7)底部与光纤气密引出装置(8)固定连接，探头支撑(7)上装有探头(6)，光学电压传感头(4)置于探头(6)的上平面与所述高压电极(2)的另一端相对应的位置；与光学电压传感头(4)连接的光纤(10)通过光纤气密引出装置(8)引出至所述电气单元(9)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王巍，张志鑫，谭金权，王学锋，丁东发，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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