一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，包括高壓電極、低壓電極、石英晶體、金屬電極、傳感光纖和環(huán)氧絕緣管；金屬電極的數(shù)量比石英晶體多1個，石英晶體的數(shù)量為3個，金屬電極和石英晶體豎直間隔連接組成傳感器，傳感器外套有環(huán)氧絕緣管，環(huán)氧絕緣管上端和下端分別設有高壓電極和低壓電極，高壓電極連接傳感器上端的金屬電極，低壓電極連接傳感器下端的金屬電極，低壓電極另一端接地；傳感光纖依次纏繞于3個石英晶體上；傳感光纖的一端通過單模保偏光纖連接有低相干多模激光二極管，傳感光纖的另一端連接有信號采集電路。本實用新型具有較強的抗電磁干擾能力，能夠利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理系統(tǒng)處理輸出信號的優(yōu)點。
【專利說明】一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種光纖電壓傳感器，尤其是涉及一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，屬于電力設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓Ul時,在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通Φ，根據(jù)電磁感應定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側接在一次系統(tǒng)，二次側接測量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的(電容式電壓互感器應用廣泛)，另有非電磁式的，如電子式、光電式。
[0003]目前，在現(xiàn)有技術中，在使用此類型的電壓互感器測量電力系統(tǒng)中的高電壓時，由于它們采用電磁感應原理，有鐵芯和線圈，易受電磁干擾，且有鐵磁共振出現(xiàn)，隨著電力系統(tǒng)容量的增大，電壓的升高，其體積、重量越來越大，且絕緣性不好。
[0004]如電壓互感器等的電力設備工作時，各部件正常發(fā)熱不應超過其最高允許溫度，才能保證安全運行，因此溫度也是衡量電力設備運行狀態(tài)的重要參數(shù)之一。目前應用的各種溫度測量裝置存在著很多不足，如:感溫元件耐熱不夠，沒有考慮短路時的高溫影響；沒有考慮短路時大電壓沖擊對產(chǎn)品的影響；沒有考慮其安裝后對電力設備絕緣耐壓的影響；特別是沒有智能化功能等。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，該光纖電壓互感器具有較強的抗電磁干擾能力，能夠利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理系統(tǒng)處理輸出信號的優(yōu)點。
[0006]為了解決以上技術問題，本實用新型提供一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，包括高壓電極、低壓電極、石英晶體、金屬電極、傳感光纖和環(huán)氧絕緣管；
[0007]金屬電極的數(shù)量比石英晶體多I個，石英晶體的數(shù)量為3個，金屬電極和石英晶體豎直間隔連接組成傳感器，傳感器外側套有環(huán)氧絕緣管，環(huán)氧絕緣管上端和下端分別設有高壓電極和低壓電極，高壓電極連接傳感器上端的金屬電極，低壓電極連接傳感器下端的金屬電極，低壓電極另一端接地；
[0008]傳感光纖依次纏繞于3個石英晶體上；傳感光纖的一端通過單模保偏光纖連接有低相干多模激光二極管，傳感光纖的另一端通過單模保偏光纖連接有接收光纖，接收光纖纏繞于一壓電陶瓷上，并通過壓電相位調(diào)制器輸出信號至相位跟蹤器，相位跟蹤器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端分為2路，一路反饋至壓電相位調(diào)制器，另一路為光纖電壓互感器的信號輸出端。
[0009]本實用新型進一步限定的技術方案是:前述石英晶體的數(shù)量為3個。[0010]前述傳感器表面設有聚氨基甲酸酯涂層，用以提高傳感器表面的耐磨性。
[0011 ] 前述傳感器上端的金屬電極上還嵌有溫度傳感器，溫度傳感器通過溫度控制器與溫度報警器相連，可以實時監(jiān)測傳感器溫度，防止在過高溫度下連續(xù)工作。
[0012]進一步的，前述石英晶體為圓柱狀，石英晶體的尺寸為:長度100mm，直徑30mm。
[0013]前述環(huán)氧絕緣管的內(nèi)徑為80mm，外徑為92mm，環(huán)氧絕緣管外壁由上至下均勻分布有傘群。
[0014]前述傳感光纖和接收光纖為橢圓芯雙模光纖，傳感光纖、接收光纖以及單模保偏光纖的連接處截面相互錯開30°，以使雙模光纖中激發(fā)等量的一階模式和二階模式。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]本實用新型具有較強的抗電磁干擾能力，并具備高度絕緣性能，測量頻率很寬，能夠利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理系統(tǒng)處理輸出信號的優(yōu)點，并且尺寸線、重量輕、能被集成到電力設備中。本實用新型的環(huán)氧絕緣管中不充任何物質(zhì)，沒有易燃易爆的安全隱患，并且有利于環(huán)保，節(jié)約成本。本實用新型采用石英晶體作為傳感材料，具有高阻抗、低介質(zhì)常數(shù)、對電場失真影響小、壓電系數(shù)等對溫度的依賴小，因此具有良好的穩(wěn)定性。本實用新型采用的環(huán)氧絕緣管不僅能提高互感器的絕緣強度，并能起到機械保護的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型整體結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型傳感器的電路連接示意圖。
[0019]附圖標記:1-高壓電極、2-溫度傳感器、3-金屬電極、4-石英晶體、5-傳感器、6-傳感光纖、7-環(huán)氧絕緣管、8-傘群、9-低壓電極、10-信號輸出端、11-控制器、12-相位跟蹤器、13-壓電陶瓷、14-接收光纖、15-低相干多模激光二極管。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]本實施例提供的一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，結構如圖1-2所示，包括高壓電極1、低壓電極9、石英晶體4、金屬電極3、傳感光纖6和環(huán)氧絕緣管7 ；
[0022]金屬電極3的數(shù)量比石英晶體4多I個，石英晶體4的數(shù)量為3個，金屬電極3和石英晶體4豎直間隔連接組成傳感器5，傳感器5表面設有聚氨基甲酸酯涂層。
[0023]傳感器5外側套有環(huán)氧絕緣管7，環(huán)氧絕緣管7外壁由上至下均勻分布有傘群8。環(huán)氧絕緣管7上端和下端分別設有高壓電極I和低壓電極9，高壓電極I連接傳感器5上端的金屬電極3，低壓電極9連接傳感器5下端的金屬電極3，低壓電極9另一端接地；
[0024]傳感光纖6依次纏繞于3個石英晶體4上；傳感光纖6的一端通過單模保偏光纖連接有低相干多模激光二極管15，其中低相干多模激光二極管15為光源。傳感光纖6的另一端通過單模保偏光纖連接有接收光纖14，傳感光纖和接收光纖為橢圓芯雙模光纖，傳感光纖、接收光纖以及單模保偏光纖的連接處截面相互錯開30°。
[0025]接收光纖14纏繞于一壓電陶瓷13上，并通過壓電相位調(diào)制器輸出信號至相位跟蹤器12，相位跟蹤器12的輸出端連接控制器11的輸入端，控制器11的輸出端分為2路，一路反饋至壓電相位調(diào)制器，另一路為光纖電壓互感器的信號輸出端。相位跟蹤器12通過接受接收光纖14的相位差并輸入至控制器11產(chǎn)生反饋控制電壓，反饋控制電壓作用于壓電相位調(diào)制器，該反饋控制電壓即為輸出信號。其中壓電相位調(diào)制器的型號為LN27S，為Covega, Thorlabs Quantum Electronic 生產(chǎn)的 40Gb/s 調(diào)制器。
[0026]傳感器5上端的金屬電極3上還嵌有溫度傳感器2，溫度傳感器2通過溫度控制器與溫度報警器相連。利用溫度傳感器2對傳感器5的溫度進行實時檢測，當檢測到傳感器5的溫度高于溫度控制器內(nèi)的正常工作溫度設定值時，溫度報警器會發(fā)出警報提醒。
[0027]本實施例中，石英晶體為圓柱狀，石英晶體的尺寸為:長度100mm，直徑30mm。環(huán)氧絕緣管的內(nèi)徑為80mm,外徑為92mm。
[0028]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，包括高壓電極、低壓電極、石英晶體、金屬電極、傳感光纖和環(huán)氧絕緣管；其特征在于: 所述金屬電極的數(shù)量比石英晶體多I個，所述金屬電極和石英晶體豎直間隔連接組成傳感器，所述傳感器外側套有所述環(huán)氧絕緣管，所述環(huán)氧絕緣管上端和下端分別設有所述高壓電極和低壓電極，所述高壓電極連接所述傳感器上端的金屬電極，所述低壓電極連接所述傳感器下端的金屬電極，所述低壓電極另一端接地； 所述傳感光纖依次纏繞于所述石英晶體上；所述傳感光纖的一端通過單模保偏光纖連接有低相干多模激光二極管，所述傳感光纖的另一端通過單模保偏光纖連接有接收光纖，所述接收光纖纏繞于一壓電陶瓷上，并通過壓電相位調(diào)制器輸出信號至相位跟蹤器，所述相位跟蹤器的輸出端連接控制器的輸入端，所述控制器的輸出端分為2路，一路反饋至所述壓電相位調(diào)制器，另一路為光纖電壓互感器的信號輸出端。
2.根據(jù)權利要求1中所述的采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，其特征在于:所述石英晶體的數(shù)量為3個。
3.根據(jù)權利要求1中所述的采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，其特征在于:所述傳感器表面設有聚氨基甲酸酯涂層。
4.據(jù)權利要求1中所述的采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，其特征在于:所述傳感器上端的金屬電極上還嵌有溫度傳感器，所述溫度傳感器通過溫度控制器與溫度報警器相連。
5.據(jù)權利要求1中所述的采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，其特征在于:所述石英晶體為圓柱狀，所述石英晶體的尺寸為:長度IOOmm,直徑30mm。
6.據(jù)權利要求1中所述的采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，其特征在于:所述環(huán)氧絕緣管的內(nèi)徑為80mm,外徑為92mm,所述環(huán)氧絕緣管外壁由上至下均勻分布有傘群。
7.據(jù)權利要求1中所述的采用逆壓電效應的光纖電壓互感器，其特征在于:所述傳感光纖和所述接收光纖為橢圓芯雙模光纖，所述傳感光纖、接收光纖以及所述單模保偏光纖的連接處截面相互錯開30°。
【文檔編號】G01R19/00GK203786184SQ201420165990
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2014年4月8日
【發(fā)明者】郭松 申請人:南京舜唯科技工程有限公司