一种新型高压直流穿墙套管集成式全光纤电流互感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型高压直流穿墙套管集成式全光纤电流互感器，属于直流电流测量技术领域。
【背景技术】
[0002]SF6气体绝缘直流穿墙套管在高压直流输电系统中，用于母线穿过建筑物或墙壁，具有对墙绝缘和载流作用，用在直流换流站低端阀厅中，是连接阀厅和直流场的重要设备，对特高压直流输电工程的建设至关重要。与其他类型穿墙套管相比，纯SF6气体绝缘直流穿墙套管具有重量轻、结构简单、性能稳定，散热条件好，通流能力强特点。
[0003]高压直流电流测量为直流输变电技术难题之一，目前高压直流电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纤直流电流互感器三类。
[0004]零磁通采用电磁测量原理，对绝缘要求高，结构复杂，设备体积大而笨重，绝缘性能不好且铁芯式电流互感器由于线路上存在较大的直流分量，铁芯严重饱和，难以测量谐波电流，在高压直流领域应用较少，仅用于电压等级较低的场合。
[0005]换流站普遍采用分流器原理直流电流互感器，其基于电学测量方法，为有源式结构，高压侧需要激光供能，存在可靠性、抗干扰等问题，故障率较高。
[0006]传统的高压直流电流测量装置(电流互感器)，是在待穿墙体上开有一个洞，将敏感环置于待穿墙体一侧，由于传统的穿过高压电流测量装置中的高压线要求和地面有一定的绝缘距离，所以高压电流测量装置安装位置距离地面要求比较高，一般在10米以上，所以需要用比较高的大型金属支架支撑高压电流测量，存在占地走廊大，安装难度大，安装成本费用高的问题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型解决的技术问题为:克服现有技术不足，提供一种新型高压直流穿墙套管集成式全光纤电流互感器，解决了全光纤电流互感器安装在高空的问题，节约了占地走廊，安装难度小，结构简单可靠，安装成本费用低，且该装置绝缘结构简单可靠、体积小、重量轻、可实现对直流电流及谐波电流的同时监测。
[0008]本实用新型解决的技术方案为:一种新型高压直流穿墙套管集成式全光纤电流互感器，包括:套管法兰(I)、全光纤电流互感器、高压直流套管(3)、连接光缆(4);全光纤电流互感器包括敏感环(2)、连接光缆(4)和电气单元(5);
[0009]敏感环(2)，包括:环形中空套管，该环形中空套管内盘绕有光纤，环形中空套管上设有一个光纤出口；
[0010]电气单元(5)，包括:光源和光探测器；
[0011]环形中空套管内盘绕的光纤的一端，从敏感环(2)上的光纤出口与连接光缆一端连接，连接光缆另一端连接电气单元(5)，电气单元中的光源发出的光被分成两束光，沿连接光缆(4)向上传播至敏感环(2)内；
[0012]敏感环(2)的入口设置反射镜，敏感环(2)的出口设置汇流排；
[0013]在汇流排处，两束光经反射镜的反射并发生交换，最终沿连接光缆(4)回到光探测器;高压直流套管(3)中能够放入通电导体；
[0014]套管法兰(I)安装在高压直流套管(3)的靠近待穿墙体一端，且套在高压直流套管
(3)的外表面上，并且套管法兰(I)与高压直流套管(3)固定连接;敏感环(2)套在套管法兰
(1)上的靠近待穿墙体的一侧，且位于待穿墙体外侧，套管法兰(I)穿过待穿墙体上开有的通孔，并与待穿墙体固定连接。
[0015]所述环形中空套管内盘绕有光纤和连接光缆(4)为一根光缆。
[0016]所述连接光缆(4)另一端沿待穿墙体的一侧墙面连接至电气单元(5)的输出。
[0017]所述电气单元(5)安装于一个配电柜中。
[0018]所述套管法兰(I)包括套管端和固定端，套管法兰(I)的固定端与待穿墙体固定连接，套管法兰(I)的套管端穿过待穿墙体上开有的通孔。
[0019]所述高压直流套管(3)采用充装有SF6气体的绝缘穿墙套管。
[0020]所述敏感环(2)的内径1.1M，外径是1.4M，厚度30mm。
[0021 ]所述套管法兰(I)接地，敏感环(2)与套管法兰(I)共地。
[0022]本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0023](I)本实用新型套管法兰(I)安装在高压直流套管(3)的靠近待穿墙体一端，且套在高压直流套管(3)的外表面上，并且套管法兰(I)与高压直流套管(3)固定连接;敏感环
(2)套在套管法兰(I)上的靠近待穿墙体的一侧，且位于待穿墙体外侧，套管法兰(I)穿过待穿墙体上开有的通孔，并与待穿墙体固定连接，相比传统的穿过高压电流测量装置中的高压线要求和地面有一定的绝缘距离，所以高压电流测量装置安装位置距离地面要求比较高，本实用新型通过将套管法兰(I)穿过待穿墙体上开有的通孔，并与待穿墙体固定连接，解决了现有技术需要用比较高的大型金属支架支撑高压电流测量，存在占地走廊大，安装难度大，安装成本费用高的问题。
[0024](2)本实用新型由于通过高压直流套管(3) —次侧(高压侧)仅有敏感光路(即敏感环(2))部分，高压侧不需要供能，即无源式结构，可靠性高；，完全实现了光电隔离，准确度高、频带宽，信号处理部分在低压侧，实现了本质安全和强绝缘能力。
[0025](3)本实用新型中套管法兰(I)接地，敏感环与套管法兰(I)共地，实现零电位安装，可以实现绝缘可靠，安全稳定，相比传统的电磁式安装费用低。
[0026](4)本实用新型通过借助墙体直接安装敏感环，而且敏感环体积小、重量轻，有利于在高空安装的安全性。
[0027](5)全光纤电流互感器的原理基于法拉第(Faraday)磁光效应及安培环路定理，通过sagnac干涉仪精密测量及闭环控制技术，准确测量Faraday旋光角从而测量一次电流。当线偏振光在磁光材料中传播时，沿传播方向的磁场将对光偏振角度产生影响。法拉第磁光效应为实现对高压电流量的非介入测量提供了可能。全光纤电流互感器基于法拉第磁光效应，采用敏感光纤组成闭合光纤环，则由安培环路定理可知，环路下的法拉第磁光旋转角与穿过闭合环路的电流成正比，通过检测磁光旋转角可获知电流大小。实现了线性度好、测量精度高、频率特性好，可实现对直流电流及谐波电流的同时监测等特点，对电流的测量精度高，能达到国标0.2级的要求，动态范围好，且测量频带宽，交直流同时测量，响应速度快，暂态特性好。
[0028](6)连接光缆沿墙体垂下至电气单元可以直接起到固定作用。将电气单元放在配电柜中，可以对电气单元起到防护作用。
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型的正视结构图；
[0030]图2为本实用新型的侧视结构图；
[0031 ]图3为本实用新型的敏感环结构图。
【具体实施方式】
[0032]本实用新型的基本思路为:如图1和图2所示，I为套管法兰、2为敏感环、3为高压直流套管、4为连接光缆、5为电器单元。本实用新型提供一种新型高压直流穿墙套管集成式全光纤电流互感器，套管法兰I安装在高压直流套管3的靠近待穿墙体一端，且套在高压直流套管3的外表面上，并且套管法兰I与高压直流套管3固定连接;敏感环2套在套管法兰I上的靠近待穿墙体的一侧，且位于待穿墙体外侧，套管法兰I穿过待穿墙体上开有的通孔，并与待穿墙体固定连接，相比传统的穿过高压电流测量装置中的高压线要求和地面有一定的绝缘距离，所以高压电流测量装置安装位置距离地面要求比较高，本实用新型通过将套管法兰I穿过待穿墙体上开有的通孔，并与待穿墙体固定连接，解决了现有技术需要用比较高的大型金属支架支撑高压电流测量，存在占地走廊大，安装难度大，安装成本费用高的问题。
[0033]环形中空套管内盘绕的光纤的一端，从敏感环2上的光纤出口与连接光缆一端连接，连接光缆另一端连接电气单元5。电气单元中的光源发出的光被分成两束物理性能不同的光，沿连接光缆4向上传播至敏感环2，在环形中空套管内盘绕的光纤中传播；
[0034]如图3所示，21为光纤，22为光纤出口，敏感环2设置光纤出口(即光入口和出口，光信号从该处进出敏感环)，敏感环2的光入口设置反射镜，敏感环2的光出口设置汇流排；
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