專利名稱：與光學(xué)電流檢測器做成整體的斷路器測電桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓和/或中壓(高于1000伏)輸電網(wǎng)和/或配電網(wǎng)的斷路器的測電桿，該測電桿具有一個結(jié)構(gòu)上與它制成整體并通過光學(xué)技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的電流檢測器。
下面參看一種高壓斷路器的測電桿說明本發(fā)明的測電桿。但是，并不因此以任何方式限制其應(yīng)用范圍。
眾所周知，通常要采用高壓斷路器的測電桿來測量電流以保證適當(dāng)控制上述斷路器。電流測量一般采用在現(xiàn)有技術(shù)中稱為變流器的測量桿來進(jìn)行，這些測量桿通常具有繞在磁性材料制成的磁心上的繞組、支承件和絕緣構(gòu)件。上述的測電桿可以有各種類型，可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)(下面再說明)來選用。
變流器的第一種結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)中稱為獨(dú)立變流器的那種。


圖1簡單示出一個通常以上述結(jié)構(gòu)使用的變流器的實(shí)例。
上述的變流器主要由3個結(jié)構(gòu)件組成一個通常用聚合物材料或陶瓷制成的翅片管構(gòu)成的絕緣子1；一個用鋁或鋼制成的頂蓋2；和一個也是用鋁或鋼制成的底座3，該底座3構(gòu)成錨定到一個支承面(例如支承臺柱)上的構(gòu)件。
變流器的一次繞組5置于頂蓋2內(nèi)(見圖1)，并由一個水平設(shè)置且以合適的方式固定到頂蓋2上的貫穿桿6支承。
變流器的二次繞組8設(shè)置在若干個環(huán)形護(hù)罩7內(nèi)，并由下端固定在變流器底座3上的支承管9支承，來自二次繞組8的導(dǎo)線10穿過上述支承管9，上述導(dǎo)線10的端部連接到設(shè)置在變流器底座3上的端子箱11上。位于底座3與絕緣子1之間的法蘭盤12具有多個可通過導(dǎo)線10并可引入來自設(shè)置在底座3內(nèi)的充氣閥(未示出)的介電氣體的孔13。上述的介電氣體可以是例如六氟化硫(SF6)、氮或這兩者的混合物。
上述的變流器由于采用了具有磁心的繞組而存在幾個問題。
在大電流下，變流器的磁心實(shí)際上會受到不利于電流測量的飽和效應(yīng)的影響。由于存在這種飽和效應(yīng)，故必須按照待測電流強(qiáng)度和所需測量精度來設(shè)計變流器的磁心，這就帶來了頗大的工程問題并提高制造成本。
另一些缺點(diǎn)是由于這種帶磁心的繞組通常的頻帶有限，并易受外界電磁干擾的影響。
為克服上述缺點(diǎn)，需要采用優(yōu)質(zhì)磁心，以保證測電桿的性能具有足夠的重復(fù)性，這就導(dǎo)致其高的制造成本和作業(yè)成本又要隨著工作電壓的提高而提高。
正如下面所述，上述的獨(dú)立變流器的結(jié)構(gòu)無論在安裝過程還是作業(yè)過程中由于其容積大和成本高而帶來較多的問題。
圖2簡單示出可以使用圖1所示的測電桿作為變流器的高壓變電站里采用上述的獨(dú)立變流器結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例。
線路電流沿著例如箭頭24所指方向通過隔離開關(guān)20流到斷路器21，再從這里流到圖1所示的變流器22中，而后通過隔離開關(guān)23到達(dá)變電站的通向其他部分的入口。
變流器22既可設(shè)置在斷路器21的入口處，也可設(shè)置在斷路器21的出口處，但是在這兩種情況下，都是設(shè)置在斷路器21的外面。為了保證線路中的每個測電桿有足夠的絕緣，變流器22必須安置在獨(dú)立的支架上，并與斷路器21相隔適當(dāng)?shù)木嚯x，這就要使變電站占有大的總空間，并提高了安裝和作業(yè)成本。而且，設(shè)置在變電站內(nèi)的多個不同的獨(dú)立功能元件也給維護(hù)和可靠性方面帶來許多問題。
圖3簡單示出一個在單一的測電桿內(nèi)使斷路器與變流器集成起來的布局的實(shí)例。具體地說，如圖3所示，上述的集成是在斷路器的本體內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。斷路器/變流器組件主要由3個部分組成，即一個在圖3局部示出的隔斷室30、一個接納變流器的一次繞組和二次繞組34(均設(shè)置在磁心上)的區(qū)31、一個絕緣子33和一個容納用于驅(qū)動斷路器的移動接頭和變流器的二次接線柱36的機(jī)構(gòu)35的殼體32。通過一個位于絕緣子33內(nèi)的金屬管38將從繞組34伸出的導(dǎo)線37傳送到二次接線柱36上。上述的金屬管38還容納一根用于驅(qū)動斷路器的移動接頭40的桿39。一次電流從移動接頭40流到位于接納繞組34的區(qū)31上的外部一級接頭41。
雖然圖3的測電桿有利于使測電桿和斷路器互相集成，但它仍然使用繞在磁心上的變流器在這種結(jié)構(gòu)中，像在現(xiàn)有技術(shù)中的其他結(jié)構(gòu)那樣，仍然存在使用這類部件所產(chǎn)生的工藝技術(shù)問題，如前所述，上述的工藝技術(shù)問題主要是占用空間大、繞組的成本高，而且這種變壓器磁心的磁性能不理想。
還有其他公知的可解決由于使用繞在磁心上的繞組而產(chǎn)生的各種問題的測電桿，這些桿使用光學(xué)技術(shù)，其原理是基于測量光波在磁場中通過傳輸介質(zhì)而傳播時的偏振平面的轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動與磁場強(qiáng)度成正比。這種性質(zhì)通常稱為法拉第(Faraday)旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。為了敘述簡化起見，下面將上述類型的測量桿稱為“光學(xué)電流檢測器”。
圖4簡單示出第一種公知的光學(xué)電流檢測器的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
在一種包圍流過待測電流(以標(biāo)號53表示)的一次導(dǎo)線51的合適支架(圖中未示出)上纏繞上一種光導(dǎo)纖維53，控制器54發(fā)出一種沿上述光導(dǎo)纖維53傳播的光波(以箭頭55表示)。由控制器54發(fā)出的光波55沿上述路線的傳播受到由電流52產(chǎn)生的磁場(以虛線箭頭50表示)的影響。上述的光波55返回控制器54時，其偏振角已有一定程度的轉(zhuǎn)動，控制器54可測出這種轉(zhuǎn)動。如上所述，這種轉(zhuǎn)動的程度與磁場50的強(qiáng)度成正比，因此也與流過一次導(dǎo)線51的電流52的大小成正比。
按照上述實(shí)施例，光學(xué)電流檢測器的靈敏度主要取決于光導(dǎo)纖維53環(huán)繞一級導(dǎo)線51的匝數(shù)。檢測器的性能與上述光導(dǎo)纖維53環(huán)繞導(dǎo)線的幾何形狀無關(guān)。
圖5示出光學(xué)電流檢測器的另一種公知的結(jié)構(gòu)實(shí)例。按照這個實(shí)施例，所用的傳輸介質(zhì)是一種具有合適幾何形狀并安裝成像一個環(huán)一樣包圍著一次導(dǎo)線51的晶體56?？刂破?7發(fā)出光波(以箭頭58表示)，該光波通過光導(dǎo)纖維59傳到晶體56，光波58在晶體56內(nèi)進(jìn)行一系列的折射，使上述光波58沿圍繞一次導(dǎo)線51的路線傳播，直到它通過光導(dǎo)纖維59返回到控制器57為止，控制器57可測出光波58的偏振平面的轉(zhuǎn)動程度，這種轉(zhuǎn)動是由于存在由待測電流52產(chǎn)生的磁場50造成的。如同圖4所示實(shí)施例那樣，上述轉(zhuǎn)動的程度與磁場50的程度成正比，因此也與電流52的大小成正比。
相對于前一個實(shí)施例來說，這個實(shí)施例較少用，因為檢測器的靈敏度只隨光波58的內(nèi)折射次數(shù)的增加(因此也隨晶體56的尺寸的增大)而提高，這種情況可過度地使制造上述晶體56時出現(xiàn)許多問題。因此圖5的實(shí)施例僅用于測量較大的(例如2000安培以上的)電流。
還有許多公知的可替代圖4和5所示的光學(xué)電流檢測器的結(jié)構(gòu)形式。
例如，一些公知的實(shí)施例使用多束在同一纖維或晶體中沿相反方向傳播的光波。這些實(shí)施例特別有利于明顯改善測量裝置的精度和靈敏度。
光學(xué)電流檢測器即使對于十分寬的電流范圍一般也具有高的線性度。因此，它們可以有利地解決具有磁心上的繞組的變流器所特有的飽和問題。而且，使用光學(xué)材料(例如纖維或晶體)也可在保持尺寸緊湊的同時保證足夠的絕緣性。
另一個優(yōu)點(diǎn)是由于光學(xué)檢測器(尤其是那些用光導(dǎo)纖維作為光波傳輸介質(zhì)的光學(xué)傳感器)具有靈活可變的幾何形狀而其功能保持不變。
再一個優(yōu)點(diǎn)是，采用光學(xué)電流檢測器可以用同一測量桿測量交流電和直流電。
另外，光導(dǎo)纖維和晶體的制造技術(shù)的重大發(fā)展也使上述檢測器在可競爭的制造成本下具有高度的工業(yè)重復(fù)性。
正如在具有磁心上的繞組的變流器的實(shí)施例那樣，光學(xué)電流檢測器也可用于測量輸電系統(tǒng)和/或配電系統(tǒng)中的電流。
圖6簡單示出一種使用光學(xué)電流檢測器測量線路電流的高壓測量桿的結(jié)構(gòu)實(shí)例。如圖所示，一個斷流器60安裝在支架61上。線路電流(以箭頭62表示)沿合適的導(dǎo)線64從斷路器60流向安裝在斷路器60的構(gòu)件外面并通過可防止介電氣體(例如SF6)從斷路器60逸出外面的固定環(huán)65保持絕緣的測量探針63。
導(dǎo)線64穿過安置光學(xué)電流檢測器66的區(qū)域，以便按圖4和5所示方式使導(dǎo)線64通過。
從光學(xué)電流檢測器66伸出兩根光導(dǎo)纖維67，并連接到具有光發(fā)射裝置69、光接收裝置70和程序處理塊71的控制器68上。上述的程序處理塊71除了控制光發(fā)射裝置69和光接收裝置70以外，還測量由于電流62產(chǎn)生的磁場引起沿光導(dǎo)纖維67傳播的光波的偏振平面的轉(zhuǎn)動程序。
還有另一種在高壓斷路器的測電桿上應(yīng)用光學(xué)電流檢測器的結(jié)構(gòu)。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，上述的光學(xué)電流檢測器總是安置在位于斷路器外面的構(gòu)件上(如圖6所示)，或者像圖7所示那樣采用獨(dú)立的變流器型的結(jié)構(gòu)。
參看上述的圖7，光學(xué)電流檢測器730安裝在位于一個主電流導(dǎo)線(以箭頭750表示)上的斷路器740的本體之外。
電纜760沿絕緣子770下來，該絕緣子770要在電流導(dǎo)線750與固定電子處理裝置780的地平面之間提供足夠的間距。絕緣子770也用于保護(hù)光纜760不受氣候的影響。作為一個替代方案，光學(xué)電流檢測器730可以設(shè)置在另一個電流導(dǎo)線790上。
上述實(shí)施例的缺點(diǎn)之一是測量電流時需要使用位于斷路器的構(gòu)件之外的元件。這就需要使用外部支承和保護(hù)裝置(例如支承立柱和/或絕緣子)，因此，增加了裝置的尺寸，并因此提高了制造和安裝的成本，這一點(diǎn)如同上面結(jié)合圖2的實(shí)施例所述的一樣。
再者，使用幾個結(jié)構(gòu)件也增多了維修的問題并降低了系統(tǒng)的可靠性。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種測量電流用的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，該測電桿可進(jìn)行十分精確的測量并可明顯減小所占的空間。
在上述目標(biāo)范圍內(nèi)，本發(fā)明的一個目的是提供一種作為電流測量桿的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，該測電桿可測量電流而不存在采用繞在磁性材料芯片上的繞組進(jìn)行電流測量時通常會發(fā)生的那類不理想的情況。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿，這種測電桿是一種可以減少實(shí)際制造上述斷路器結(jié)構(gòu)所需的零件數(shù)目的電流測量桿。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿，在上述斷路器內(nèi)安裝這種電流測量桿可以減少在實(shí)踐中生產(chǎn)構(gòu)件所要進(jìn)行的機(jī)加工量。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿，在上述斷路器內(nèi)安裝這種電流測量桿可以減少在安裝這種測電桿時所需的電接頭數(shù)目。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿，在這種斷路器中可以簡單而快速地進(jìn)行上述的電流測量桿的安裝。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿，這種桿的可靠性高、成本合理。
上述的目標(biāo)和上述的以及其他的目的(通過下面的說明將會更加明白)通過一種高壓和/或中壓的斷路器的測電桿來實(shí)現(xiàn)。該斷路器的測電桿具有一個絕緣殼體、至少一個位于上述絕緣殼體內(nèi)并含有至少一個移動接頭和至少一個固定接頭的隔斷室、一個用于測量流過上述測電桿的電流的裝置和一種介電氣體，其特征在于，上述的用于測量流過上述測電桿的電流的裝置具有一個設(shè)置在上述桿內(nèi)的充滿介電氣體的空間內(nèi)的光學(xué)電流檢測器。
上述的光學(xué)電流檢測器最好安置在斷路器的隔斷室的構(gòu)件內(nèi)。
在本發(fā)明的測電桿中，采用光學(xué)電流檢測器可保證精確地測量電流，而不會出現(xiàn)通常在采用繞在磁心上的繞組時公知的不理想的情況。
由于在測量桿內(nèi)充滿介電氣體的空間(具體說是在隔斷室的結(jié)構(gòu)內(nèi))安裝了光電傳感器，本發(fā)明的測電桿可明顯減少所占的空間，可減少所用的零件數(shù)目，并減少安裝操作時所需的電接頭。
另外，本發(fā)明的測電桿很容易組裝，在其制造過程中不需要特殊的機(jī)加工，而且可靠性高，制造成本較低。
從下面對僅通過附圖中示出的非限定性實(shí)例所說明的高壓和/或中壓的斷路器的測電桿的幾個優(yōu)選的但不是限制性的實(shí)施例中，將會更加明白本發(fā)明的更多的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1簡單示出按一種公知的結(jié)構(gòu)制成的在高壓測電桿中使用的變流器；圖2簡單示出一個在高壓電網(wǎng)變電站中使用圖1所示公知結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)實(shí)例；圖3簡單示出按另一種公知的結(jié)構(gòu)制成的斷路器的測電桿；圖4簡單示出光學(xué)電流檢測器的一種公知的實(shí)例；圖5簡單示出光學(xué)電流檢測器的另一種公知的實(shí)例；圖6簡單示出一個公知的在高壓測電桿中應(yīng)用的光學(xué)電流檢測器的實(shí)例；圖7簡單示出另一個公知的在高壓測電桿中應(yīng)用的光學(xué)電流檢測器的實(shí)例；
圖8是本發(fā)明的測電桿的第一實(shí)施例的局部剖視圖；圖9示出圖8所示的本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；圖10示出圖8所示的本發(fā)明的實(shí)施例的另一個結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；圖11是在本發(fā)明的測電桿中所用的光學(xué)電流檢測器的控制系統(tǒng)的方框圖；圖12簡單示出本發(fā)明的測電桿的另一個實(shí)施例；圖13簡單示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例；圖14簡單示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例；圖15簡單示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例；圖16簡單示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例。
下面參看圖8～10說明本發(fā)明的高壓測電桿的第一個優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明的測電桿具有一個絕緣殼體81、一個設(shè)置在上述絕緣殼體81內(nèi)并含有至少一個活動接頭和至少一個固定接頭的隔斷室80(圖8僅示出其局部)、和一個固定到上述絕緣殼體81的底座上的腔室82。上述的隔斷室80、絕緣殼體81和腔室82內(nèi)充滿介電氣體例如SF6。
隔斷室80內(nèi)裝有斷路器活動接頭(圖8未示出)的作動桿84，還裝有一個與法蘭盤85剛性連接的集電器88。在上述法蘭盤85上圍繞集電器88安置一個光學(xué)電流檢測器86(下面再詳述其結(jié)構(gòu))。從上述光學(xué)電流檢測器86伸出一個傳輸線纜(最好是含有一根或多根置入保護(hù)裝置內(nèi)的光導(dǎo)纖維的光學(xué)傳輸線纜)87，該線纜穿過在法蘭盤85上形成的孔94到達(dá)腔室82。上述的法蘭盤85上還具有一個可供隔斷室80的活動接頭的作動桿84和介電氣體通過的通孔95。集電器88安裝成完全處于光學(xué)電流檢測器86內(nèi)。因此，電流從斷路器活動接頭沿集電器88流至法蘭盤85，并從這里通過合適的端子(圖中未示出)接出外部。由于光學(xué)電流檢測器86和集電器88選擇的結(jié)構(gòu)而使斷流器的電流路線可完全處于光學(xué)電流檢測器86之內(nèi)。由于所用檢測器自身的類型，保證了檢測器86與集電器88之間的電絕緣。
光纜87伸入也接納斷路器活動接頭的作動桿84的絕緣殼體81內(nèi)，再穿過法蘭盤96進(jìn)入腔室82(在該腔室82內(nèi)安裝可移動作動桿84的構(gòu)件90)，上述的法蘭盤96具有一個用于固定光纜87的孔97和一個供作動桿84穿過的通孔98。
然后，光纜87穿過隔板91到達(dá)控制系統(tǒng)92，上述隔板91安裝成可保證介電氣體的氣密密封。上述的控制系統(tǒng)92可設(shè)置在一個與斷路器的本體剛性連接的并且也可充滿介電氣體的附加腔室(圖8未示出)內(nèi)，或者，按照其他的優(yōu)選實(shí)施例，將控制系統(tǒng)92安置在斷路器本體之外，處于一個與斷路器相隔較遠(yuǎn)的場所內(nèi)，因此形成遙控型的控制系統(tǒng)。
如圖9所示，光學(xué)電流檢測器86具有一個作為傳輸介質(zhì)的光導(dǎo)纖維99，該纖維99在一個合適支座100內(nèi)環(huán)繞集電器88纏繞一匝或數(shù)匝，上述檢測器86也可以用一個安裝成包圍集電器88的光學(xué)晶體作為傳輸介質(zhì)。上述的支座100安裝成圍繞法蘭盤85上的集電器88，并通過合適材料(例如Poron)制的絕緣層與集電器88和法蘭盤85機(jī)械隔離。
在支座100內(nèi)，光導(dǎo)纖維99埋入一種例如聚硅酮制成的絕緣支承層102內(nèi)。
支座100最好用非導(dǎo)體材料制成。以避免形成表面寄生電流。
光導(dǎo)纖維99借助于一個通過透孔94插入絕緣殼體81內(nèi)部的連接器103與光纜87相連接。
按照一個最佳實(shí)施例，光纜87在一個用高密度塑料例如Kynar制成的外保護(hù)罩內(nèi)含有光導(dǎo)纖維99的兩個端頭。
如圖10所示，光纜87穿過透孔94進(jìn)入絕緣殼體81內(nèi)，直到它到達(dá)將絕緣殼體81與腔室82隔開的法蘭盤96為止。光纜87通過透孔97進(jìn)入腔室82內(nèi)，在光纜87到達(dá)透孔97之前先插入一個用例如金屬材料制成的也用于固定光纜87的保護(hù)套104內(nèi)。
圖11示出本發(fā)明的在圖8所示的控制系統(tǒng)92的一個實(shí)施例。
按照這種優(yōu)選的但不是唯一的實(shí)施例，光源200向光導(dǎo)纖維99的兩端送出兩束沿著箭頭201和202所示方向傳播的光波，該光波201、202通過偏振模塊199發(fā)生平面偏振。光導(dǎo)纖維99沿光纜87延伸，并環(huán)繞電流導(dǎo)線203。光波201、202在形成圍繞導(dǎo)線203的環(huán)路之間通過偏振極204進(jìn)行環(huán)形偏振。每個光波在沿其環(huán)繞導(dǎo)線203的路線傳播時獲得一個與流過導(dǎo)體203的電流有關(guān)的相位延遲。由于兩光波在纖維內(nèi)沿相反方向傳播，故光波201和202各自的相位延遲具有相反的信號，這就引起兩光波之間的相位偏移增大，因此提高了測量的靈敏度。
在圍繞導(dǎo)線203形成的環(huán)路之端部，光波201和202通過極板204再次轉(zhuǎn)換成線性偏振，并進(jìn)入模塊199，模塊199又將它們傳送至接收器205，該接收器205測量兩光波之間的相位偏移，并向程序處理塊207發(fā)出相應(yīng)的電信號206，而程序處理塊207則輸出測量信號208。程序處理塊207還向封閉本系統(tǒng)內(nèi)的反饋循環(huán)的相位調(diào)節(jié)器210發(fā)出控制信號209，因而改善了系統(tǒng)的控制。
圖12簡單示出在本發(fā)明的測電桿中的光學(xué)電流檢測器的另一種結(jié)構(gòu)。其中，光學(xué)電流檢測器86不是安裝在隔斷室80與斷路器的絕緣殼體81之間的法蘭盤85上，而是安裝在支承環(huán)110上，該支承環(huán)110按其幾何形狀可以設(shè)置在隔斷室80內(nèi)的任何位置上。上述的法蘭盤85和支承環(huán)110分別具有供光纜87穿過的透孔94和112。
圖13示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例，其中，光學(xué)電檢測器86安裝在斷路器的固定接頭120的構(gòu)件周圍。在本實(shí)施例中，光纜87做成可沿整個隔斷室80滑動，并沿透孔121穿過法蘭盤85。
圖14示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例。其中，隔斷室80基本上呈水平設(shè)置，并與設(shè)置在絕緣殼體150上的彎曲室151機(jī)械連接。
彎曲室151內(nèi)安裝一種在主作動桿153與設(shè)置在隔斷室80內(nèi)的活動接頭154的作動桿之間傳遞動作的機(jī)構(gòu)152，上述的隔斷室80內(nèi)還安裝了斷路器的固定接頭155，按照本實(shí)施例，光學(xué)電流檢測器86設(shè)置在隔斷室80內(nèi)。從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看，分別以箭頭156和157指出的構(gòu)件看來是特別有利的。以箭頭157指出的構(gòu)件為檢測器86提供了安裝在隔斷室80內(nèi)的斷路器的固定接著155上的部位。
以箭頭156指出的構(gòu)件則提供了將光學(xué)電流檢測器86安裝在隔斷室80內(nèi)并位于隔斷室80與彎曲室151之間的法蘭盤158上的位置。
圖15示出本發(fā)明的又一個實(shí)施例。
按照本實(shí)施例，斷路器的隔斷室80采用一種包復(fù)金屬的構(gòu)件該隔斷室80具有一個活動接頭161、一個固定接頭162和一個完全包圍活動接頭161和固定接頭162的磁場屏蔽163。
斷路器的電流在通過活動接頭161和固定接頭162之后流過接頭164和165。
光學(xué)電流檢測器86安置在隔斷室80內(nèi)靠近以箭頭166所指位置中的接頭164處，作為一個替代方案，光學(xué)電流檢測器86也可以安置在靠近以箭頭167所指位置中的接頭165之處，或者，也可以使用兩個分別安置在接頭164和165上的光學(xué)電流檢測器。
光纜87沿隔斷室80滑動，并沿透孔170和171分別穿過法蘭盤168和169。
圖16示出本發(fā)明的測電桿的又一個實(shí)施例。該測電桿具有兩個大致呈水平設(shè)置并含有至少一個活動接頭和至少一個固定接頭的隔斷室175和176。
上述兩個隔斷室175和176通過腔室178與支架177相連接，上述腔室178內(nèi)具有一個可在斷路器的主作動桿160與隔斷室175和176內(nèi)的活動接頭之間傳遞動作的構(gòu)件179。
光學(xué)電流檢測器86可安置在每個隔斷室的結(jié)構(gòu)內(nèi)，由箭頭180、181、182和183所指的結(jié)構(gòu)看來是特別有利的，在這種結(jié)構(gòu)上可以安裝一個或多個光學(xué)電流檢測器。
在實(shí)踐中業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的高壓和/或中壓電網(wǎng)的測電桿完全達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，因為它可以采用一種光學(xué)檢測器測量斷路器的電流，該光學(xué)檢測器可以與本身處在充滿介電氣體的空間內(nèi)的測電桿的構(gòu)件做成整體。
借助于上述的光學(xué)電流檢測器，還可用利地解決在使用具有繞在磁心材料上的繞組的變流器時常出現(xiàn)的不理想的電流測量問題。
使測電桿構(gòu)件與光學(xué)電流檢測器做成整體僅需要有限的零件數(shù)目和有限的機(jī)加工量。本發(fā)明的測電桿還容易裝配，因此可顯著降低安裝成本。
另外還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的測電桿還可以顯著減少電桿所占的空間，而且明顯降低作業(yè)成本。
本發(fā)明的測電桿的其他的優(yōu)點(diǎn)是由于光學(xué)電流檢測器與電子控制裝置之間僅需很少的電接頭進(jìn)行連接。
上述的情況與本發(fā)明的測量桿僅需用有限的零件數(shù)目一起可以顯著降低維修成本。
上述的測電桿是容易進(jìn)行許多的改變和改型的，所有這些改進(jìn)都應(yīng)納入本發(fā)明原理的范圍之內(nèi)，而且，所有的細(xì)節(jié)都可以用其他的在技術(shù)上相當(dāng)?shù)牟考硖娲?。在?shí)踐中，可以根據(jù)需要和現(xiàn)有技術(shù)任意選用部件的材料(只要這些材料與具體用途相適配則可)和尺寸。
權(quán)利要求
1．一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿，它具有一個絕緣殼體；至少一個設(shè)置在上述絕緣殼體內(nèi)并含有至少一個活動接頭和至少一個固定接頭的隔斷室；一種測量流過上述測電桿的電流的裝置；和一種介電氣體，其特征在于，上述的測量流過上述測電桿的電流的裝置是一種設(shè)置在測電桿的充滿上述介電氣體的空間內(nèi)的光學(xué)電流檢測器。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器具有一種作為傳輸介質(zhì)的光導(dǎo)纖維。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的傳輸介質(zhì)安置在一個機(jī)械絕緣的機(jī)構(gòu)內(nèi)，并設(shè)置在一種由非導(dǎo)體材料制成的支座內(nèi)。
4．根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在上述的隔斷室內(nèi)。
5．根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在靠近上述斷路器的固定接頭之處。
6．根據(jù)權(quán)利要求1～4中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在一個位于上述隔斷室的中部位置的支承環(huán)上。
7．根據(jù)權(quán)利要求1～4中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在將上述的隔斷室與測電桿本體的支座隔開的法蘭盤上的活動接頭上。
8．根據(jù)權(quán)利要求1～4中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，具有一個包復(fù)金屬的構(gòu)件和一個或多個電接頭，其特征在于上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在靠近上述的一個或多個電接頭之處。
9．根據(jù)權(quán)利要求1～4中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，具有多個隔斷室，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在至少一個上述的隔斷室的結(jié)構(gòu)之內(nèi)。
10．根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測量桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器設(shè)置在一種機(jī)械地隔絕的材料層上。
11．根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器通過傳輸線纜與控制系統(tǒng)相連接。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的控制系統(tǒng)包含光偏振系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)式測量系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)。
13．根據(jù)權(quán)利要求11的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的控制系統(tǒng)設(shè)置在與上述測電桿相距較遠(yuǎn)之處。
14．根據(jù)權(quán)利要求11～13中的一項或多項的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的控制系統(tǒng)設(shè)置在鄰近上述測電桿本體的控制室內(nèi)。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，包含上述控制系統(tǒng)的上述控制室與上述測電桿主體剛性連接，并且充滿介電氣體。
16．根據(jù)權(quán)利要求11的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的傳輸線纜的至少一部分長度設(shè)置在上述測電桿的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
17．根據(jù)權(quán)利要求11的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的傳輸線纜是一種含有一個或多個埋入一種保護(hù)裝置內(nèi)的光導(dǎo)纖維的光傳輸線纜。
18．根據(jù)權(quán)利要求1的高壓和/或中壓斷路器的測電桿，其特征在于，上述的光學(xué)電流檢測器具有一個作為傳輸介質(zhì)的光學(xué)晶體。
19．一個用于高壓和/或中壓配電網(wǎng)和/或輸電網(wǎng)的變電支站，其特征在于，它具有按照上述權(quán)利要求中的一項或多項的斷路器的測電桿。
全文摘要
一種高壓和/或中壓斷路器的測電桿,它具有:一個絕緣殼體;至少一個設(shè)置在上述絕緣殼體內(nèi)并含有至少一個活動接頭和至少一個固定接頭的隔斷室;一個測量流過上述測電桿的電流的裝置;和一種介電氣體,其特征在于,上述的測量流過上述測電桿的電流的裝置是一種設(shè)置在上述測電桿的充滿介電氣體的空間內(nèi)的光學(xué)電流檢測器。
文檔編號H01H33/02GK1311893SQ99809334
公開日2001年9月5日 申請日期1999年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月6日
發(fā)明者C·皮爾扎, E·森特納羅, P·加布斯, K·波納特, H·布雷恩德勒, R·卡梅洛尼 申請人:Abb阿達(dá)股份公司