集成于GIS腔体的光学电压互感器，包括GIS腔体、高压母线、探头、探头支撑、光纤气密引出装置、光学电压传感头、光纤、光纤保护盒和电气单元。本发明专利技术体积小、重量轻、成本低；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；降低了因压力、湿度等因素带来的安全隐患，简化了系统的复杂度；能够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；避免了因GIS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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备
，尤其涉及一种集成于GIS腔体的光学电压互感器。
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。目前，已有的光学电压互感器均为独立式应用方式，国内外未见光学电压互感器在GIS应用中的报道。而且，已有的光学电压互感器除了采用SF6气体进行绝缘外，高压电极与地电极之间还需要绝缘棒、盆式绝缘子等骨架来绝缘支撑，很容易导致局放及耐电压等问题，对设计及加工工艺要求非常高，并且上下电极均采用平板结构，敏感光路置于平板电极之间，容易受外界电磁场干扰，同时骨架材料本身的介电常数变化及热膨胀等都会导致测量误差，如专利申请号为200420111826. 7，名称为《一种光学电压传感头》的专利公开的一种光学电压传感头结构“上极通过上极头套嵌在上屏蔽电极内，下极头嵌在下蔽电极内，主绝缘棒的上部的外表面加工有若干伞裙,其下部开有圆柱形孔,孔内粘结有用于测主绝缘棒电压的传感部件；绝缘套筒的侧面开有气孔，绝缘套筒与上、下屏蔽电极连成一体；主缘棒位于绝缘套筒内，其上端与上极头相连，其端与下极头相连。使用时，高电压依次通过上蔽电极、上极头套和上极头加在主绝缘棒上，下头与通过下屏蔽电极与地电位相连。”因此光学电压互感器的长期安全性、可靠性得不到良好的保障。为此，急需设计一种新型的光学电压互感器。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题，克服现有技术的不足，提供一种集成于GIS腔体的光学电压互感器，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。 本专利技术的技术解决方案集成于GIS腔体的光学电压互感器，包括GIS腔体(I)、高压母线(2)、探头(3)、探头支撑(4)、光纤气密引出装置(5)、光学电压传感头￠)、光纤(7)和电气单元(9);所述GIS腔体(I)中安置有高压母线(2);在所述GIS腔体(I)底部开有用于固定光学电压传感头￠)、探头(3)和探头支撑(4)的安装孔，光学电压传感头(6)、探头(3)和探头支撑(4)通过安装孔装于GIS腔体(I)内，然后将安装孔与光纤气密引出装置(5)和GIS腔体(I)底部密封对接，以使安装孔密封；探头支撑(4)底部与光纤气密引出装置(5)固定连接，探头支撑(4)上装有探头(3)，光学电压传感头(I)置于探头(3)平面上，光学电压传感头(6)与高压母线(2)之间有距离；与光学电压传感头⑴连接的光纤通过光纤气密引出装置(5)引出至所述电气单元(9)。上述集成于GIS腔体的光学电压互感器还包括光纤保护盒(8)，光纤气密引出装置(5)引出到所述光纤保护盒(8)，再引至所述电气单元(9)。 所述GIS腔体(I)内填充有绝缘气体，所述绝缘气体为SF6气体。所述光学电压传感头(6)和所述探头(3)表面之间的连接方式为粘结。所述高压母线(2)与所述光学电压传感头(6)之间的距离能够通过调节所述探头支撑(4)的闻度而调整，以提闻测试精度。所述光学电压传感头(6)包括第一光纤准直器(101)、起偏器(11)、1/4波片,BGO晶体(13)、检偏器(14)、第二光纤准直器(102)和第三光纤准直器(103)，所述光纤(7)经所述第一光纤准直器(101)后连接到所述起偏器(11)，经所述起偏器(11)后再依次经过所述1/4波片(12)、所述BGO晶体(13)连接到所述检偏器(14)，经所述检偏器(14)后分为两路，一路经所述第二光纤准直器(102)通过光纤输出至电气单元(9)，另一路经所述第三光纤准直器(103)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(22)和信号处理单元(23);光学闭环反馈控制单元(22)使光源的中心波长稳定，经过光纤(7)输出至光学电压传感头(6)；信号处理单元(23)对光学电压传感头(6)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(22)包括SLD光源(15)、Lyot消偏器(16)、耦合器(17)、第一探测器(181)和驱动电路(20) ;SLD光源(15)产生的光经Lyot消偏器(16)变成低偏振光，经过I禹合器(17)输出至光学电压传感头(I);同时I禹合器(11)的输出经过第一探测器(181)将光信号变成电信号后至驱动电路(20)，由驱动电路(20)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(15)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(I)的光源输出功率稳定。所述信号处理单元(23)包括第二探测器(182)、第三探测器(183)和信号解调电路(21);第二探测器(182)、第三探测器(183)分别将光学电压传感头(I)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(21)，由信号解调电路(21)分别计算第二探测器(182)、第三探测器(183)两个探测通道的滑动平均值，计算交流比直流量，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，最后将所得至的电压值依据通信协议进行组帧后通过串口发送。所述的光纤气密引出装置(5)包括金属化光纤(24)、金属管(25)、密封圈(26)、光纤引出法兰(27)和光纤穿通孔(28);光纤引出法兰(27)上开有光纤穿通孔(28)，金属管(25)穿过光纤穿通孔(28)并且金属管(25)和光纤穿通孔(28)之间密封；金属化光纤(24)穿过金属管(25)并且金属化光纤(24)和金属管(25)之间密封；密封圈(26)镶嵌在光纤引出法兰(27)的密封面上并且围绕光纤穿通孔(28)设置。所述光学电压传感头(6)位于电力系统的一次系统中,所述电气单兀(9)位于电力系统的~■次系统中。所述BGO晶体13与所述地电极的接触面镀有铬金膜，可以确保BGO晶体与地电极的良好接触，以及BGO晶体上电场分布更加均匀；所述起偏器11和所述1/4波片12采用一体化加工工艺制成。极大地减小了 1/4波片的厚度，从而消弱1/4波片温度性能对系统的影响。所述光纤7为单模光纤。所述光学电压传感头(6)位于电力系统的一次系统中,所述电气单兀(9)位于电力系统的~■次系统中。 本专利技术所谓的GIS，是指气体绝缘全封本文档来自技高网...
【技术保护点】
集成于GIS腔体的光学电压互感器，其特征在于：包括GIS腔体(1)、高压母线(2)、探头(3)、探头支撑(4)、光纤气密引出装置(5)、光学电压传感头(6)、光纤(7)和电气单元(9)；所述GIS腔体(1)中安置有高压母线(2)；在所述GIS腔体(1)底部开有用于固定光学电压传感头(6)、探头(3)和探头支撑(4)的安装孔，光学电压传感头(6)、探头(3)和探头支撑(4)通过安装孔装于GIS腔体(1)内，然后将安装孔与光纤气密引出装置(5)和GIS腔体(1)底部密封对接，以使安装孔密封；探头支撑(4)底部与光纤气密引出装置(5)固定连接，探头支撑(4)上装有探头(3)，光学电压传感头(1)置于探头(3)平面上，光学电压传感头(6)与高压母线(2)之间有距离；与光学电压传感头(1)连接的光纤(7)通过光纤气密引出装置(5)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，殷爱民，夏君磊，
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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