一種新型高壓直流穿墻套管集成式全光纖電流互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型高壓直流穿墻套管集成式全光纖電流互感器，屬于直流電流測量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]SF6氣體絕緣直流穿墻套管在高壓直流輸電系統(tǒng)中，用于母線穿過建筑物或墻壁，具有對墻絕緣和載流作用，用在直流換流站低端閥廳中，是連接閥廳和直流場的重要設(shè)備，對特高壓直流輸電工程的建設(shè)至關(guān)重要。與其他類型穿墻套管相比，純SF6氣體絕緣直流穿墻套管具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，散熱條件好，通流能力強(qiáng)特點(diǎn)。
[0003]高壓直流電流測量為直流輸變電技術(shù)難題之一，目前高壓直流電流互感器主要包括零磁通原理互感器、分流器原理互感器及光纖直流電流互感器三類。
[0004]零磁通采用電磁測量原理，對絕緣要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備體積大而笨重，絕緣性能不好且鐵芯式電流互感器由于線路上存在較大的直流分量，鐵芯嚴(yán)重飽和，難以測量諧波電流，在高壓直流領(lǐng)域應(yīng)用較少，僅用于電壓等級較低的場合。
[0005]換流站普遍采用分流器原理直流電流互感器，其基于電學(xué)測量方法，為有源式結(jié)構(gòu)，高壓側(cè)需要激光供能，存在可靠性、抗干擾等問題，故障率較高。
[0006]傳統(tǒng)的高壓直流電流測量裝置(電流互感器)，是在待穿墻體上開有一個(gè)洞，將敏感環(huán)置于待穿墻體一側(cè)，由于傳統(tǒng)的穿過高壓電流測量裝置中的高壓線要求和地面有一定的絕緣距離，所以高壓電流測量裝置安裝位置距離地面要求比較高，一般在10米以上，所以需要用比較高的大型金屬支架支撐高壓電流測量，存在占地走廊大，安裝難度大，安裝成本費(fèi)用高的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題為:克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種新型高壓直流穿墻套管集成式全光纖電流互感器，解決了全光纖電流互感器安裝在高空的問題，節(jié)約了占地走廊，安裝難度小，結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝成本費(fèi)用低，且該裝置絕緣結(jié)構(gòu)簡單可靠、體積小、重量輕、可實(shí)現(xiàn)對直流電流及諧波電流的同時(shí)監(jiān)測。
[0008]本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案為:一種新型高壓直流穿墻套管集成式全光纖電流互感器，包括:套管法蘭(I)、全光纖電流互感器、高壓直流套管(3)、連接光纜(4);全光纖電流互感器包括敏感環(huán)(2)、連接光纜(4)和電氣單元(5);
[0009]敏感環(huán)(2)，包括:環(huán)形中空套管，該環(huán)形中空套管內(nèi)盤繞有光纖，環(huán)形中空套管上設(shè)有一個(gè)光纖出口；
[0010]電氣單元(5)，包括:光源和光探測器；
[0011]環(huán)形中空套管內(nèi)盤繞的光纖的一端，從敏感環(huán)(2)上的光纖出口與連接光纜一端連接，連接光纜另一端連接電氣單元(5)，電氣單元中的光源發(fā)出的光被分成兩束光，沿連接光纜(4)向上傳播至敏感環(huán)(2)內(nèi)；
[0012]敏感環(huán)(2)的入口設(shè)置反射鏡，敏感環(huán)(2)的出口設(shè)置匯流排；
[0013]在匯流排處，兩束光經(jīng)反射鏡的反射并發(fā)生交換，最終沿連接光纜(4)回到光探測器;高壓直流套管(3)中能夠放入通電導(dǎo)體；
[0014]套管法蘭(I)安裝在高壓直流套管(3)的靠近待穿墻體一端，且套在高壓直流套管
(3)的外表面上，并且套管法蘭(I)與高壓直流套管(3)固定連接;敏感環(huán)(2)套在套管法蘭
(1)上的靠近待穿墻體的一側(cè)，且位于待穿墻體外側(cè)，套管法蘭(I)穿過待穿墻體上開有的通孔，并與待穿墻體固定連接。
[0015]所述環(huán)形中空套管內(nèi)盤繞有光纖和連接光纜(4)為一根光纜。
[0016]所述連接光纜(4)另一端沿待穿墻體的一側(cè)墻面連接至電氣單元(5)的輸出。
[0017]所述電氣單元(5)安裝于一個(gè)配電柜中。
[0018]所述套管法蘭(I)包括套管端和固定端，套管法蘭(I)的固定端與待穿墻體固定連接，套管法蘭(I)的套管端穿過待穿墻體上開有的通孔。
[0019]所述高壓直流套管(3)采用充裝有SF6氣體的絕緣穿墻套管。
[0020]所述敏感環(huán)(2)的內(nèi)徑1.1M，外徑是1.4M，厚度30mm。
[0021 ]所述套管法蘭(I)接地，敏感環(huán)(2)與套管法蘭(I)共地。
[0022]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023](I)本實(shí)用新型套管法蘭(I)安裝在高壓直流套管(3)的靠近待穿墻體一端，且套在高壓直流套管(3)的外表面上，并且套管法蘭(I)與高壓直流套管(3)固定連接;敏感環(huán)
(2)套在套管法蘭(I)上的靠近待穿墻體的一側(cè)，且位于待穿墻體外側(cè)，套管法蘭(I)穿過待穿墻體上開有的通孔，并與待穿墻體固定連接，相比傳統(tǒng)的穿過高壓電流測量裝置中的高壓線要求和地面有一定的絕緣距離，所以高壓電流測量裝置安裝位置距離地面要求比較高，本實(shí)用新型通過將套管法蘭(I)穿過待穿墻體上開有的通孔，并與待穿墻體固定連接，解決了現(xiàn)有技術(shù)需要用比較高的大型金屬支架支撐高壓電流測量，存在占地走廊大，安裝難度大，安裝成本費(fèi)用高的問題。
[0024](2)本實(shí)用新型由于通過高壓直流套管(3) —次側(cè)(高壓側(cè))僅有敏感光路(即敏感環(huán)(2))部分，高壓側(cè)不需要供能，即無源式結(jié)構(gòu)，可靠性高；，完全實(shí)現(xiàn)了光電隔離，準(zhǔn)確度高、頻帶寬，信號處理部分在低壓側(cè)，實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全和強(qiáng)絕緣能力。
[0025](3)本實(shí)用新型中套管法蘭(I)接地，敏感環(huán)與套管法蘭(I)共地，實(shí)現(xiàn)零電位安裝，可以實(shí)現(xiàn)絕緣可靠，安全穩(wěn)定，相比傳統(tǒng)的電磁式安裝費(fèi)用低。
[0026](4)本實(shí)用新型通過借助墻體直接安裝敏感環(huán)，而且敏感環(huán)體積小、重量輕，有利于在高空安裝的安全性。
[0027](5)全光纖電流互感器的原理基于法拉第(Faraday)磁光效應(yīng)及安培環(huán)路定理，通過sagnac干涉儀精密測量及閉環(huán)控制技術(shù)，準(zhǔn)確測量Faraday旋光角從而測量一次電流。當(dāng)線偏振光在磁光材料中傳播時(shí)，沿傳播方向的磁場將對光偏振角度產(chǎn)生影響。法拉第磁光效應(yīng)為實(shí)現(xiàn)對高壓電流量的非介入測量提供了可能。全光纖電流互感器基于法拉第磁光效應(yīng)，采用敏感光纖組成閉合光纖環(huán)，則由安培環(huán)路定理可知，環(huán)路下的法拉第磁光旋轉(zhuǎn)角與穿過閉合環(huán)路的電流成正比，通過檢測磁光旋轉(zhuǎn)角可獲知電流大小。實(shí)現(xiàn)了線性度好、測量精度高、頻率特性好，可實(shí)現(xiàn)對直流電流及諧波電流的同時(shí)監(jiān)測等特點(diǎn)，對電流的測量精度高，能達(dá)到國標(biāo)0.2級的要求，動(dòng)態(tài)范圍好，且測量頻帶寬，交直流同時(shí)測量，響應(yīng)速度快，暫態(tài)特性好。
[0028](6)連接光纜沿墻體垂下至電氣單元可以直接起到固定作用。將電氣單元放在配電柜中，可以對電氣單元起到防護(hù)作用。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型的正視結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ]圖3為本實(shí)用新型的敏感環(huán)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本實(shí)用新型的基本思路為:如圖1和圖2所示，I為套管法蘭、2為敏感環(huán)、3為高壓直流套管、4為連接光纜、5為電器單元。本實(shí)用新型提供一種新型高壓直流穿墻套管集成式全光纖電流互感器，套管法蘭I安裝在高壓直流套管3的靠近待穿墻體一端，且套在高壓直流套管3的外表面上，并且套管法蘭I與高壓直流套管3固定連接;敏感環(huán)2套在套管法蘭I上的靠近待穿墻體的一側(cè)，且位于待穿墻體外側(cè)，套管法蘭I穿過待穿墻體上開有的通孔，并與待穿墻體固定連接，相比傳統(tǒng)的穿過高壓電流測量裝置中的高壓線要求和地面有一定的絕緣距離，所以高壓電流測量裝置安裝位置距離地面要求比較高，本實(shí)用新型通過將套管法蘭I穿過待穿墻體上開有的通孔，并與待穿墻體固定連接，解決了現(xiàn)有技術(shù)需要用比較高的大型金屬支架支撐高壓電流測量，存在占地走廊大，安裝難度大，安裝成本費(fèi)用高的問題。
[0033]環(huán)形中空套管內(nèi)盤繞的光纖的一端，從敏感環(huán)2上的光纖出口與連接光纜一端連接，連接光纜另一端連接電氣單元5。電氣單元中的光源發(fā)出的光被分成兩束物理性能不同的光，沿連接光纜4向上傳播至敏感環(huán)2，在環(huán)形中空套管內(nèi)盤繞的光纖中傳播；
[0034]如圖3所示，21為光纖，22為光纖出口，敏感環(huán)2設(shè)置光纖出口(即光入口和出口，光信號從該處進(jìn)出敏感環(huán))，敏感環(huán)2的光入口設(shè)置反射鏡，敏感環(huán)2的光出口設(shè)置匯流排；
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