一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，包括傳感頭上蓋、傳感頭下蓋及傳感光纖，所述的傳感光纖外穿有玻璃毛細(xì)管，傳感光纖與玻璃毛細(xì)管之間的空隙注油填充，在傳感頭下蓋內(nèi)設(shè)有用于固定玻璃毛細(xì)管的凹槽。本發(fā)明通過采用高性能的圓雙折射光纖，利用玻璃毛細(xì)管對傳感光纖進(jìn)行保護(hù)，并且盤繞固定玻璃毛細(xì)管的工藝方式實(shí)現(xiàn)傳感光纖的多匝纏繞傳感，避免了傳統(tǒng)直接螺旋纏繞傳感光纖引入的外界應(yīng)力，也增強(qiáng)了傳感頭的抗震性能；且傳感光纖采用穿管后注油處理后可靠性強(qiáng)，-40~70℃全溫范圍內(nèi)的測量結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全光纖電流互感器傳感頭，具體涉及一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)電壓等級不斷提高，光纖電流互感器以其顯著的優(yōu)越性取代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器已成為必然趨勢。但目前光纖電流互感器系統(tǒng)存在較多問題，其精度還達(dá)不到實(shí)際掛網(wǎng)的要求，尤其傳感頭的精度成為制約著全光纖電流互感器工程化普及的關(guān)鍵因素。
[0003]對不同入射線偏振面的線偏振光，傳感頭內(nèi)傳感光纖的線性雙折射所引入的位相差是不同的，因而使系統(tǒng)靈敏度隨入射線偏振光的偏振角而變，降低了系統(tǒng)可靠性。另外，線性雙折射的大小對溫度、壓力等因素十分敏感，致使互感器靈敏度易受環(huán)境溫度、壓力、振動等因素變化的影響，降低了光纖電流互感器的穩(wěn)定性。由于傳感光纖的制造工藝水平有限，制備過程會引起內(nèi)在線性雙折射。同時，光纖的彎曲、微彎和外部非對稱的橫向壓力等外部因素也會引起雙折射。因此，抑制線性雙折射的方法一直是光纖電流互感器的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]現(xiàn)有抑制線性雙折射的方法除了優(yōu)化傳感光纖本身性能外，主要是通過引入大量的圓雙折射以抵消線雙折射。其中，主要的方案是沿光纖軸向扭轉(zhuǎn)已制好的光纖，比如將單模光纖沿光纖軸扭轉(zhuǎn)或者在石英骨架上螺旋纏繞光纖。但將單模光纖沿光纖軸扭轉(zhuǎn)的方法存在圓雙折射隨時間退化的問題，且由于應(yīng)力引入的圓雙折射大小極易受溫度的影響，致使這類光纖傳感器的性能隨環(huán)境溫度變化而改變，從而在長期實(shí)驗(yàn)過程中性能不穩(wěn)定；而在石英骨架上螺旋纏繞光纖的方法，是通過改變形狀加入圓雙折射，但是由于纏繞工藝的局限，傳感光纖沒有得到固定，容易隨溫度變化或時間推移而改變，試驗(yàn)重復(fù)性不好，而且抗震性能較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種穩(wěn)定性好、抗震性能強(qiáng)的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭。
[0006]針對上述問題，本發(fā)明米取的技術(shù)方案為:一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，包括傳感頭上蓋、傳感頭下蓋及傳感光纖，所述的傳感光纖外穿有玻璃毛細(xì)管，傳感光纖與玻璃毛細(xì)管之間的空隙注油填充；在傳感頭下蓋內(nèi)設(shè)有用于固定玻璃毛細(xì)管的凹槽。
[0007]通過將傳感光纖穿入玻璃毛細(xì)管避免了傳統(tǒng)的直接螺旋纏繞傳感光纖引入的外界應(yīng)力，也增強(qiáng)了傳感頭的抗震性能。在穿管的過程中需做到不扭轉(zhuǎn)傳感光纖，避免引入應(yīng)力引起的雙折射。對玻璃毛細(xì)管進(jìn)行注油處理，使傳感光纖和玻璃毛細(xì)管之間充滿油介質(zhì)，利用外套管和硅膠將玻璃毛細(xì)管和傳感光纖空隙所注的油進(jìn)行密封處理，避免了傳感光纖在玻璃毛細(xì)管中不穩(wěn)定，保證了長期可靠性，-4(T70°C全溫范圍內(nèi)的測量結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性。為了提升現(xiàn)有全光纖電流互感器的工程化實(shí)用性能，再把內(nèi)部帶有傳感光纖的玻璃毛細(xì)管盤繞在傳感頭下蓋的凹槽內(nèi)，盤繞的同時按照指定位置進(jìn)行點(diǎn)膠固定處理。
[0008]傳感光纖一端連接有光纖端面反射鏡,另一端熔接在1/4波片一端，1/4波片另一端接有保偏光纜。光纖端面反射鏡，使得光反射后原路返回，1/4波片使線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光，1/4波片的另一端接有保偏光纜，保持光的偏振性。
[0009]傳感光纖與光纖端面反射鏡、傳感光纖與1/4波片、1/4波片與保偏光纜均通過熔接方式完成連接。
[0010]傳感頭上蓋設(shè)有一引出孔，保偏光纜從引出孔引出。在玻璃毛細(xì)管的末端點(diǎn)膠固定把傳感光纖導(dǎo)入玻璃毛細(xì)管內(nèi)，把端面反射鏡留在玻璃毛細(xì)管的外端。傳感頭上蓋加工有一個內(nèi)含引線孔的引線頭，保偏光纜作為全光纖電流互感器傳感頭的引出端，與傳感光纖連接并從引線孔中引出。
[0011]所述的傳感光纖采用圓雙折射光纖。采用圓雙折射光纖可以抑制傳感光纖線性雙折射，提高傳感光纖測量精度。
[0012]傳感頭上蓋采用金屬材料制成，傳感頭下蓋采用非金屬材料制成。傳感頭上蓋之所以采用金屬材料，是為了便于通過金屬支撐桿安裝于變壓器上，使傳感頭和變壓器的電位差為零，從而不影響電力變壓器的正常運(yùn)行，傳感頭下蓋采用非金屬材料可以避免傳感頭上蓋和傳感頭下蓋表面形成的渦流效應(yīng)。
[0013]傳感頭上蓋和傳感頭下蓋通過螺紋旋接在一起。傳感光纖部分固定于傳感頭下蓋后將傳感頭上蓋和傳感頭下蓋密封。
[0014]本發(fā)明通過采用高性能的圓雙折射光纖，利用玻璃毛細(xì)管對傳感光纖進(jìn)行保護(hù)，并且盤繞固定玻璃毛細(xì)管的工藝方式實(shí)現(xiàn)傳感光纖的多匝纏繞傳感，避免了傳統(tǒng)直接螺旋纏繞傳感光纖引入的外界應(yīng)力，也增強(qiáng)了傳感頭的抗震性能；且傳感光纖采用穿管后注油處理后可靠性強(qiáng)，-4(T70°C全溫范圍內(nèi)的測量結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為傳感頭上蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為傳感頭下蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明制作流程圖；
其中，1、傳感頭上蓋，2、傳感頭下蓋，3、傳感光纖，4、玻璃毛細(xì)管，5、凹槽，6、端面反射鏡，7、1/4波片，8、保偏電纜，9、引出孔。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、圖2、圖3所示，一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，包括傳感頭上蓋1、傳感頭下蓋2及傳感光纖3，其中，傳感頭上蓋1采用金屬材料制成，傳感頭下蓋2采用非金屬材料制成。傳感頭上蓋1和傳感頭下蓋2通過內(nèi)外螺紋旋接在一起。所述的傳感光纖3外穿有玻璃毛細(xì)管4，傳感光纖3與玻璃毛細(xì)管4之間的空隙注油填充；在傳感頭下蓋2內(nèi)設(shè)有用于固定玻璃毛細(xì)管4的凹槽5。傳感光纖3 —端熔接有光纖端面反射鏡6，另一端作為1/4波片7 —端，1/4波片7另一端熔接有保偏電纜8，保偏電纜8從傳感頭上蓋1的引出孔9引出。
[0017]制作流程如圖4所示:
1)將傳感光纖的一端進(jìn)行鍍銀處理，形成反射鏡；
2)把傳感光纖穿入玻璃毛細(xì)管內(nèi)，把端面反射鏡留在玻璃毛細(xì)管的一端，在穿管的過程中需做到不扭轉(zhuǎn)傳感光纖，避免引入應(yīng)力引起的雙折射；
3)對玻璃毛細(xì)管進(jìn)行注油處理，使傳感光纖和玻璃毛細(xì)管之間充滿油介質(zhì)，避免了傳感光纖在玻璃毛細(xì)管中不穩(wěn)定，保證了長期可靠性；
4)在傳感光纖的另一端做1/4波片，波片的另一端與保偏光纜進(jìn)行熔接連接；
5)傳感頭光路搭建完畢后進(jìn)行安裝固定，首先把端面反射鏡進(jìn)行固定處理，再把內(nèi)部帶有傳感光纖的玻璃毛細(xì)管盤繞在傳感頭下蓋的凹槽內(nèi)，盤繞的同時按照指定位置進(jìn)行點(diǎn)膠固定處理，在玻璃毛細(xì)管的末端點(diǎn)膠固定完成后，繼續(xù)順繞1/4波片和保偏光纜，使得在傳感頭的出口處為保偏光纜，然后與光路系統(tǒng)的一端進(jìn)行熔接；
6)把傳感頭的上蓋和傳感頭下蓋進(jìn)行配合安裝后，進(jìn)行密封處理；
7)接入光纖電流互感器系統(tǒng)。
[0018]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，包括傳感頭上蓋(1)、傳感頭下蓋(2)及傳感光纖(3)，其特征在于:所述的傳感光纖(3)外穿有玻璃毛細(xì)管(4)，傳感光纖(3)與玻璃毛細(xì)管(4)之間的空隙注油填充，在傳感頭下蓋(2)內(nèi)設(shè)有用于固定玻璃毛細(xì)管(4)的凹槽(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，其特征在于:傳感光纖(3) —端連接有光纖端面反射鏡(6),另一端熔接在1/4波片(7) —端，1/4波片(7)另一端接有保偏光纜(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，其特征在于:傳感光纖(3)與光纖端面反射鏡(6)、傳感光纖(3)與1/4波片(7)、1/4波片(7)與保偏光纜(8 )均通過熔接方式完成連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，其特征在于:傳感頭上蓋(1)有引出孔(9)，保偏電纜(8)從引出孔(9)引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，其特征在于:所述的傳感光纖(3)采用圓雙折射光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，其特征在于:傳感頭上蓋(1)采用金屬材料制成，傳感頭下蓋(2)采用非金屬材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感光纖穿管保護(hù)的全光纖電流互感器傳感頭，其特征在于:傳感頭上蓋(1)和傳感頭下蓋(2)通過螺紋旋接在一起。
【文檔編號】G01R19/00GK104280589SQ201410580451
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】韓克俊, 李軍, 張猛, 丁浩, 閆冠峰, 郝娜 申請人:山東電力設(shè)備有限公司