[发明专利]一种无源电子式电压互感器

权利要求书

1.一种无源电子式电压互感器，其特征在于：包括电容分压器(3)、全光 纤电流互感器(11)和数据处理单元(16)；通过采用全光纤电流互感器(11) 测量电容分压器(3)的泄露电流间接进行电压的检测；

一、电容分压器(3)包括高压端子(1)、上盖(2)、金属膨胀器(4)、绝 缘伞裙(5)、绝缘套筒(6)、高压电容(7)、低压电容(8)、绝缘介质(9)、 第一信号输出端子(10)、接地端子(17)、底盖(18)、第二信号输出端子(19)、 底座(20)；

高压端子(1)通过焊接的方式固定在上盖(2)的正上方，用于施加高电 压；绝缘套筒(6)内部设置固定在上盖(2)正下方的金属膨胀器(4)，并连 接有高压电容(7)和低压电容(8)，低压电容(8)的输出端通过金属铜丝(12) 从第一信号输出端子(10)穿出，并缠绕N匝在电流传感环圈(13)的外壳上， 金属铜丝(12)的另一端连接至接地端子(17)上，并安装在底座(20)上； 绝缘套筒(6)的下端设有底盖(18)，底盖(18)安装在底座(20)上，内部 充满绝缘介质(9)；外绝缘的绝缘伞裙(5)采用高温硫化型硅橡胶制成，在绝 缘套筒(6)外用模具高温压制而成，以保证电容分压器(3)的绝缘性能；

二、全光纤电流互感器(11)包括电流传感环圈(13)、保偏光缆(14)和 电气单元(15)；

电流传感环圈(13)由依次连接的λ/4光纤波片(25)、传感光纤(26)、 反射镜(27)三部分组成；所述电流传感环圈(13)用来敏感穿过其中的电流 周围形成的闭合磁场，在两束偏振光间形成相位差；

电气单元(15)包括光源(21)、耦合器(22)、起偏器(23)、相位调制器 (24)、光电探测器(28)、数字闭环信号处理单元(29)；光源(21)的尾纤以 0°熔接耦合器(22)的输入端，耦合器(22)的两个输出端分别连接光电探测 器(28)和起偏器(23)的输入端，相位调制器(24)的输入端以45°对轴熔 接起偏器(23)的输出端；保偏光缆(14)的两端分别以0°熔接相位调制器(24) 的输出端和以45°对轴熔接λ/4光纤波片(25)；

光电探测器(28)连接至数字闭环信号处理单元(29)的输入端，数字闭 环信号处理单元(29)的一个输出端与相位调制器(24)构成数字闭环，对输 出信号进行处理，解调出被测电流；数字闭环信号处理单元(29)的另一输出 端连接至数据处理单元(16)，解调出被测电压，通过保偏光缆(14)从第二信 号输出端子(19)将电压信息输出给外接终端设备。

2.如权利要求1所述的一种无源电子式电压互感器，其特征在于：所述电 容分压器(3)为以下两种分压器中的一种：串联电容分压器、同轴电容分压器。

3.如权利要求2所述的一种无源电子式电压互感器，其特征在于：所述电 容分压器(3)采用串联电容分压器时，在电流传感环圈(13)的外壳上缠绕的 金属铜丝(12)的匝数N≥300。

4.如权利要求2所述的一种无源电子式电压互感器，其特征在于：所述电 容分压器(3)采用同轴电容分压器时，在电流传感环圈(13)的外壳上缠绕的 金属铜丝(12)的匝数N≥15000。

5.如权利要求1所述的一种无源电子式电压互感器，其特征在于：所述绝 缘介质(9)为以下两种材料中的一种：环氧树脂胶、SF6气体。

6.如权利要求5所述的一种无源电子式电压互感器，其特征在于：所述绝 缘介质(9)采用环氧树脂胶时，环氧树脂胶的机械拉断强度大于60MPa，冲击 强度大于5.5KJ/m²，介电常数大于2，体积电阻率大于3.00×10¹²Ω·m。