一種帶光學電流互感器的智能斷路器的製造方法
2023-12-06 02:29:41 1
一種帶光學電流互感器的智能斷路器的製造方法
【專利摘要】本實用新型一種帶光學電流互感器的智能斷路器，包括智能斷路器、光學電流互感器和控制櫃；控制櫃內設置有合併單元、普通光纖和採集器；智能斷路器的斷路器滅弧室的上端設置一個一次電流接頭，斷路器滅弧室的下端通過光學電流互感器分別設置光纖支柱套管和另一個一次電流接頭；光纖支柱套管內包裹的保偏光纖一端與光學電流互感器的輸出端熔接，另一端與採集器輸入端連接；採集器的輸出端依次連接普通光纖和合併單元。通過將光學電流互感器設置在智能斷路器與一次電流接頭之間，並配合內部包裹保偏光纖的光纖支柱套管，在滿足智能斷路器對支柱套管電氣性能要求的同時，能夠作為光信號的傳輸通道，使得智能斷路器與光學電流互感器實現了一體化設置。
【專利說明】一種帶光學電流互感器的智能斷路器
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於智能電器領域，具體為一種帶光學電流互感器的智能斷路器。
【背景技術】
[0002] 智能化變電站是由包括電子式互感器和智能化開關等的智能化一次設備和包括 過程層、間隔層和站控層網絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規範基礎上，能 夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。智能化變電站是應用 IEC61850進行建模和通信的變電站，智能化變電站體現在過程層設備的數位化，整個站內 信息的網絡化，以及開關設備實現智能化。
[0003] 隨著智能化電網初步的發展，現有的變電站模式已由原來的隔離開關、電流互感 器、斷路器和接地開關模式發展到隔離開關、電子式電流互感器、智能斷路器和接地開關模 式。新一代的智能化變電站朝著整體集成優化、主接線設計優化和模塊化的智能一次設備 方向發展。但是現有技術中電子式電流互感器和智能斷路器都分開設置，佔用空間大，並且 在電流互感器工作時極易受到斷路器中強電磁幹擾的影響，使得輸出結果出現偏差，甚至 無法實現系統的及時調度。 實用新型內容
[0004] 針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種集成度高，抗電磁幹擾能力強， 節約電力建設用地的帶光學電流互感器的智能斷路器。
[0005] 本實用新型是通過以下技術方案來實現：
[0006] 一種帶光學電流互感器的智能斷路器，包括智能斷路器、光學電流互感器和控制 櫃；所述的控制櫃內設置有合併單元、普通光纖和採集器；智能斷路器的斷路器滅弧室的 上端設置一個一次電流接頭，斷路器滅弧室的下端通過光學電流互感器分別設置光纖支柱 套管和另一個一次電流接頭；光纖支柱套管內包裹的保偏光纖一端與光學電流互感器的輸 出端熔接，另一端與採集器輸入端連接；採集器的輸出端依次連接普通光纖和合併單元。
[0007] 優選的，光學電流互感器包括光學傳感頭，分別與斷路器滅弧室的下端法蘭和光 纖支柱套管的上法蘭固定連接的導電支筒，以及套設在導電支筒上的絕緣支架；光學傳感 頭固定在絕緣支架上。
[0008] 進一步，絕緣支架包括平行設置的兩個絕緣板，以及穿過絕緣板固定設置在上法 蘭上的螺柱；光學傳感頭通過與螺柱配合的螺栓夾持在兩個絕緣板之間。
[0009] 再進一步，下端法蘭和上法蘭之間固定設置有防雨罩，光學電流互感器設置在防 雨罩與下端法蘭和上法蘭形成的密封空間內。
[0010] 優選的，光學電流互感器米用基於法拉第磁光效應的磁光式電流互感器。
[0011] 優選的，智能斷路器採用智能柱式斷路器。
[0012] 優選的，光纖支柱套管內部中空且固定設置在斷路器底架上。
[0013] 優選的，保偏光纖與採集器輸入端連接的一端外部設置有金屬軟管，並埋設在地 纜溝內。
[0014] 與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：
[0015] 本實用新型通過將光學電流互感器設置在智能斷路器與一次電流接頭之間，並配 合內部包裹保偏光纖的光纖支柱套管，在滿足智能斷路器對支柱套管電氣性能要求的同 時，能夠作為光信號的傳輸通道，從而使得智能斷路器與光學電流互感器實現了構成一個 整體的一體化設置，通過採集器採集光信號，並將其轉換為數位訊號後利用普通光纖傳輸 到合併單元中進行處理，降低了生產成本的同時，避免了強電磁流對信號採集的幹擾，結構 簡單，設計合理，監測精度高，節約了電力建設的土地資源，實現對電網中一次電流參數進 行檢測和監視，並能夠將各種參數傳入上位機，以便對系統進行及時調度，對智能開關進行 相應的操作，保證了電力系統安全。
[0016] 進一步的，利用導電支筒實現了電流通路，通過固定在絕緣支架上的光學傳感頭 實現對導電支筒中電流的感應測試，滿足了檢測需要，保證了監測精度。
[0017] 進一步的，通過螺柱和螺栓，以及相互配合夾緊的絕緣板實現了光學傳感頭的定 位和裝配，連接快捷方便，維護簡單。
[0018] 進一步的，通過防雨罩和密封空間的設置，在保證了防水防塵的測試環境的同時， 也為延長了光學傳感頭的使用壽命。
[0019] 進一步的，採用智能柱式斷路器能夠充分利用設置空間，保證集成度，縮小佔用空 間體積，通過斷路器底架的設置，提供了穩定的基礎和固定的安裝空間；通過對保偏光纖輸 出端的套設金屬軟管和地埋設置，能夠保證其使用壽命，並且避免外部環境對其傳輸數據 的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型實例中所述的結構示意圖。
[0021] 圖2為圖1中光學電流互感器的結構剖視圖。
[0022] 其中：1、智能斷路器；2、斷路器滅弧室；3、光學電流互感器；4、光纖支柱套管；5、 斷路器底架；6、保偏光纖；7、控制櫃；8、合併單元；9、普通光纖；10、採集器；11、支筒；12、 光學傳感頭；13、上法蘭；14、防雨罩；15、下端法蘭；16、絕緣板；17、絕緣支架；18、螺柱。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：
[0024] 本實用新型一種帶光學電流互感器的智能斷路器，如圖1所示，包括智能斷路器 1、光學電流互感器3和控制櫃7 ;其中控制櫃7內設置有合併單元8、普通光纖9和採集器 10 ;智能斷路器1的斷路器滅弧室2的上端設置一個一次電流接頭19,斷路器滅弧室2的 下端通過光學電流互感器3分別設置光纖支柱套管4和另一個一次電流接頭19 ;光纖支柱 套管4內包裹的保偏光纖6 -端與光學電流互感器3的輸出端烙接，另一端與米集器10輸 入端連接；採集器10的輸出端依次連接普通光纖9和合併單元8。控制櫃7用來安裝採集 器10、普通光纖9和合併單元8以及智能斷路器1上的智能二次元件。
[0025] 如圖2所示，光學電流互感器3包括光學傳感頭12,分別與斷路器滅弧室2的下端 法蘭15和光纖支柱套管4的上法蘭13固定連接的導電支筒11，以及套設在導電支筒11上 的絕緣支架17 ;光學傳感頭12固定在絕緣支架17上。本優選實施例中，導電支筒11上端 與斷路器滅弧室2的下端法蘭15通過螺栓、密封圈緊密連接，下端與光纖支柱套管4的上 法蘭13通過螺栓、密封圈緊密連接。絕緣支架17包括平行設置的兩個絕緣板16,以及穿過 絕緣板16固定設置在上法蘭13上的螺柱18 ;螺柱18均勻分布，本優選實施例中以均勻設 置的四個螺柱18為例，光學傳感頭12通過與螺柱18配合的螺栓夾持在兩個絕緣板16之 間。下端法蘭15和上法蘭13之間固定設置有防雨罩14,光學電流互感器3設置在防雨罩 14與下端法蘭15和上法蘭13形成的密封空間內。本優選實例中以光學電流互感器3採用 基於法拉第磁光效應的磁光式電流互感器為例進行說明。
[0026] 其中，光纖支柱套管4就是在現有支柱套管的基礎上將保偏光纖6包裹在其內部， 使其在滿足斷路器支柱套管性能的同時，還可以作為光學電流互感器信號傳輸的通道。
[0027] 如圖1所示，智能斷路器1採用智能柱式斷路器；光纖支柱套管4內部中空且固定 設置在斷路器底架5上；保偏光纖6與採集器10輸入端連接的一端外部設置有金屬軟管， 並埋設在地纜溝內。
[0028] 光學電子式電流互感器與智能斷路器一體化的研製可以實現一次設備的整體集 成和主接線的優化；提高電力系統運行管理的自動化；節約電力建設的佔用的土地資源； 為國家建設環境資源友好型、高可靠的堅強智能電網提供了有力保障。
[0029] 當系統運行時，智能斷路器1的一次電流接頭19接入變電站母線迴路中，一次電 流同時從光學電流互感器3中間的導電支筒11中流過，在法拉第磁光感應原理的作用下， 光學傳感頭12中光路的相位差與一次電流大小成正比，測出某一時刻的相位差就可以知 道該時刻相應的一次電流大小。光學電流互感器3將一次電流轉換成的光信號量傳送給採 集器，採集器將光信號轉換為電信號並通過A/D轉換轉化為數位訊號進行輸出，通過普通 光纖9傳輸輸入到合併單元8中進行信號分析處理，合併單元8會根據處理結構完成預設 的自檢、信號異常、報警等提示，並能夠將各種參數傳入上位機，以便對系統進行及時調度， 對智能斷路器1進行相應的操作，保證了電力系統安全。
[0030] 本實用新型通過光纖支柱套管4來代替斷路器傳統的支柱套管，在滿足傳統支柱 套管性能的同時，還可以作為信號傳輸通道，起到一物多用的效果。將光學電流互感器3與 智能斷路器1設計成一個整體，實現了兩者的理想組合，其結構簡單、集成度高、抗電磁幹 擾能力強、節約了電力建設的土地資源、成本較之電流互感器、斷路器分開模式有了明顯的 降低，實現對電網中一次電流參數進行檢測和監視，保證了電力系統安全。
[0031] 以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的【具體實施方式】僅限於此，對於本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員 來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為 屬於本實用新型由所提交的權利要求書確定專利保護範圍。
【權利要求】
1. 一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，包括智能斷路器（1)、光學電流 互感器⑶和控制櫃（7);所述的控制櫃（7)內設置有合併單元（8)、普通光纖（9)和採集 器（10);智能斷路器（1)的斷路器滅弧室（2)的上端設置一個一次電流接頭（19)，斷路器 滅弧室（2)的下端通過光學電流互感器（3)分別設置光纖支柱套管（4)和另一個一次電流 接頭（19);光纖支柱套管⑷內包裹的保偏光纖（6) -端與光學電流互感器⑶的輸出端 熔接，另一端與採集器（10)輸入端連接；採集器（10)的輸出端依次連接普通光纖（9)和合 並單元（8)。
2. 根據權利要求1所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，所述的 光學電流互感器（3)包括光學傳感頭（12)，分別與斷路器滅弧室（2)的下端法蘭（15)和光 纖支柱套管（4)的上法蘭（13)固定連接的導電支筒（11)，以及套設在導電支筒（11)上的 絕緣支架（17);光學傳感頭（12)固定在絕緣支架（17)上。
3. 根據權利要求2所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，所述的 絕緣支架（17)包括平行設置的兩個絕緣板（16)，以及穿過絕緣板（16)固定設置在上法蘭 (13)上的螺柱（18);光學傳感頭（12)通過與螺柱（18)配合的螺栓夾持在兩個絕緣板（16) 之間。
4. 根據權利要求3所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，所述的 下端法蘭（15)和上法蘭（13)之間固定設置有防雨罩（14)，光學電流互感器（3)設置在防 雨罩（14)與下端法蘭（15)和上法蘭（13)形成的密封空間內。
5. 根據權利要求1-4中任意一項所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵 在於，所述的光學電流互感器（3)採用基於法拉第磁光效應的磁光式電流互感器。
6. 根據權利要求1所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，所述的 智能斷路器（1)採用智能柱式斷路器。
7. 根據權利要求1所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，所述的 光纖支柱套管（4)內部中空且固定設置在斷路器底架（5)上。
8. 根據權利要求1所述的一種帶光學電流互感器的智能斷路器，其特徵在於，保偏光 纖（6)與採集器（10)輸入端連接的一端外部設置有金屬軟管，並埋設在地纜溝內。
【文檔編號】H02J13/00GK203911595SQ201420357269
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】曾林翠, 張春基, 馬洪義, 侯彥傑, 李亮亮, 雷鵬 申請人:中國西電電氣股份有限公司