[发明专利]悬浮电极式光学电压互感器

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及悬浮电极式光学电压互感器。

背景技术

高压电力互感器是为电力系统提供用于计量、控制和继电保护的最基本的测量设备。随着电力系统电压等级地不断提高，传统的电磁感应式或电容分压式互感器因其传感机理的限制而表现出许多难以克服的局限性。光学电压互感器是利用光电子技术和光纤传感技术来实现电压测量的新型互感器。与传统互感器相比，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、带宽高，动态范围大、无磁饱和、轻便易于安装，因此，在电力系统中有着十分广阔的应用前景。

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，现有的光学电压互感器存在安装维护复杂，不可以带电作业的情况；在粘接工艺上，多个分立光学元件在固化过程中都不可避免地会产生微外移，影响方位角的准确度；此外，就调制方式来说，与横向调制方式相比，纵向调制型光学电压互感器还存在高压下绝缘成本高、输出信号与电场不成比例，信号解调难度大等问题。因此，如何提高光学电压互感器的长期可靠性以及加工工艺是其应用发展的关键所在。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种悬浮电极式光学电压互感器，体积小、重量轻、屏蔽效果好，应用方式灵活。

本发明的另一技术解决问题是：大大提高了安全性。

本发明采用的技术方案如下：悬浮电极式光学电压互感器包括：绝缘装置(1)、高压电极(2)、互感器壳体(3)、悬浮电极(4)、密封圈(5)、接地柱(6)、绝缘支撑(7)、互感器外罩(8)、光学电压传感头(9)和光纤(10)；所述绝缘装置(1)固定连接在所述互感器壳体(3)的一端，所述互感器壳体(3)另一端外侧固定连接互感器外罩(8)；所述互感器外罩(8)设有接地柱(6)；在所述互感器壳体(3)和互感器外罩(8)连接的位置设置密封圈(5)；所述高压电极(2)的一端通过所述绝缘装置(1)伸入所述互感器壳体(3)内，并和所述绝缘装置(1)固定连接；所述悬浮电极(4)通过所述绝缘支撑(7)密封固定在所述互感器壳体(3)和互感器外罩(8)的连接处、且两端分别伸入所述互感器壳体(3)和互感器外罩(8)内；所述光学电压传感头(9)置于所述互感器外罩(8)的底部，与光学电压传感头(9)连接的光纤(10)引出到所述互感器外罩(8)，再通过所述互感器外罩(8)至电气单元(13)。

上述电压互感器还包括保护盒(11)，与所述光学电压互感器传感头(9)连接的所述光纤(10)先进入所述保护盒(11)后经过所述保护盒(11)上的光纤引出孔(12)引出所述互感器外罩(8)，再引至电气单元(13)。

所述光学电压传感头(9)包括第一光纤准直器(161)、起偏器(17)、1/4波片(18)、BGO晶体(19)、检偏器(20)、第二光纤准直器(162)和第三光纤准直器(163)；从电气单元(13)来的光信号通过光纤经所述第一光纤准直器(161)后连接到所述起偏器(17)，经所述起偏器(17)后再依次经过所述1/4波片(18)、所述BGO晶体(19)连接到所述检偏器(20)，经所述检偏器(20)后分为两路，一路反射端经所述第二光纤准直器(162)后通过光纤输出至电气单元(13)，另一路透射端经所述第三光纤准直器(163)后通过光纤输出至电气单元(13)。

所述电气单元(13)包括光学闭环反馈控制单元(14)和信号处理单元(15)；光学闭环反馈控制单元(14)使光源的中心波长稳定，经过光纤(10)输出至光学电压传感头(9)；信号处理单元(15)对光学电压传感头(9)输出的光信号进行处理，解调出被测电压。