一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，包括智能斷路器、光學(xué)電流互感器和控制柜；控制柜內(nèi)設(shè)置有合并單元、普通光纖和采集器；智能斷路器的斷路器滅弧室的上端設(shè)置一個(gè)一次電流接頭，斷路器滅弧室的下端通過光學(xué)電流互感器分別設(shè)置光纖支柱套管和另一個(gè)一次電流接頭；光纖支柱套管內(nèi)包裹的保偏光纖一端與光學(xué)電流互感器的輸出端熔接，另一端與采集器輸入端連接；采集器的輸出端依次連接普通光纖和合并單元。通過將光學(xué)電流互感器設(shè)置在智能斷路器與一次電流接頭之間，并配合內(nèi)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(shí)，能夠作為光信號的傳輸通道，使得智能斷路器與光學(xué)電流互感器實(shí)現(xiàn)了一體化設(shè)置。
【專利說明】一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于智能電器領(lǐng)域，具體為一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能化變電站是由包括電子式互感器和智能化開關(guān)等的智能化一次設(shè)備和包括 過程層、間隔層和站控層網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能 夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。智能化變電站是應(yīng)用 IEC61850進(jìn)行建模和通信的變電站，智能化變電站體現(xiàn)在過程層設(shè)備的數(shù)字化，整個(gè)站內(nèi) 信息的網(wǎng)絡(luò)化，以及開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化。
[0003] 隨著智能化電網(wǎng)初步的發(fā)展，現(xiàn)有的變電站模式已由原來的隔離開關(guān)、電流互感 器、斷路器和接地開關(guān)模式發(fā)展到隔離開關(guān)、電子式電流互感器、智能斷路器和接地開關(guān)模 式。新一代的智能化變電站朝著整體集成優(yōu)化、主接線設(shè)計(jì)優(yōu)化和模塊化的智能一次設(shè)備 方向發(fā)展。但是現(xiàn)有技術(shù)中電子式電流互感器和智能斷路器都分開設(shè)置，占用空間大，并且 在電流互感器工作時(shí)極易受到斷路器中強(qiáng)電磁干擾的影響，使得輸出結(jié)果出現(xiàn)偏差，甚至 無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的及時(shí)調(diào)度。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種集成度高，抗電磁干擾能力強(qiáng)， 節(jié)約電力建設(shè)用地的帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器。
[0005] 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，包括智能斷路器、光學(xué)電流互感器和控制 柜；所述的控制柜內(nèi)設(shè)置有合并單元、普通光纖和采集器；智能斷路器的斷路器滅弧室的 上端設(shè)置一個(gè)一次電流接頭，斷路器滅弧室的下端通過光學(xué)電流互感器分別設(shè)置光纖支柱 套管和另一個(gè)一次電流接頭；光纖支柱套管內(nèi)包裹的保偏光纖一端與光學(xué)電流互感器的輸 出端熔接，另一端與采集器輸入端連接；采集器的輸出端依次連接普通光纖和合并單元。
[0007] 優(yōu)選的，光學(xué)電流互感器包括光學(xué)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(dǎo)電支筒，以及套設(shè)在導(dǎo)電支筒上的絕緣支架；光學(xué)傳感 頭固定在絕緣支架上。
[0008] 進(jìn)一步，絕緣支架包括平行設(shè)置的兩個(gè)絕緣板，以及穿過絕緣板固定設(shè)置在上法 蘭上的螺柱；光學(xué)傳感頭通過與螺柱配合的螺栓夾持在兩個(gè)絕緣板之間。
[0009] 再進(jìn)一步，下端法蘭和上法蘭之間固定設(shè)置有防雨罩，光學(xué)電流互感器設(shè)置在防 雨罩與下端法蘭和上法蘭形成的密封空間內(nèi)。
[0010] 優(yōu)選的，光學(xué)電流互感器米用基于法拉第磁光效應(yīng)的磁光式電流互感器。
[0011] 優(yōu)選的，智能斷路器采用智能柱式斷路器。
[0012] 優(yōu)選的，光纖支柱套管內(nèi)部中空且固定設(shè)置在斷路器底架上。
[0013] 優(yōu)選的，保偏光纖與采集器輸入端連接的一端外部設(shè)置有金屬軟管，并埋設(shè)在地 纜溝內(nèi)。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：
[0015] 本實(shí)用新型通過將光學(xué)電流互感器設(shè)置在智能斷路器與一次電流接頭之間，并配 合內(nèi)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(shí)，能夠作為光信號的傳輸通道，從而使得智能斷路器與光學(xué)電流互感器實(shí)現(xiàn)了構(gòu)成一個(gè) 整體的一體化設(shè)置，通過采集器采集光信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后利用普通光纖傳輸 到合并單元中進(jìn)行處理，降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)，避免了強(qiáng)電磁流對信號采集的干擾，結(jié)構(gòu) 簡單，設(shè)計(jì)合理，監(jiān)測精度高，節(jié)約了電力建設(shè)的土地資源，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)中一次電流參數(shù)進(jìn) 行檢測和監(jiān)視，并能夠?qū)⒏鞣N參數(shù)傳入上位機(jī)，以便對系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，對智能開關(guān)進(jìn)行 相應(yīng)的操作，保證了電力系統(tǒng)安全。
[0016] 進(jìn)一步的，利用導(dǎo)電支筒實(shí)現(xiàn)了電流通路，通過固定在絕緣支架上的光學(xué)傳感頭 實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)電支筒中電流的感應(yīng)測試，滿足了檢測需要，保證了監(jiān)測精度。
[0017] 進(jìn)一步的，通過螺柱和螺栓，以及相互配合夾緊的絕緣板實(shí)現(xiàn)了光學(xué)傳感頭的定 位和裝配，連接快捷方便，維護(hù)簡單。
[0018] 進(jìn)一步的，通過防雨罩和密封空間的設(shè)置，在保證了防水防塵的測試環(huán)境的同時(shí)， 也為延長了光學(xué)傳感頭的使用壽命。
[0019] 進(jìn)一步的，采用智能柱式斷路器能夠充分利用設(shè)置空間，保證集成度，縮小占用空 間體積，通過斷路器底架的設(shè)置，提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)和固定的安裝空間；通過對保偏光纖輸 出端的套設(shè)金屬軟管和地埋設(shè)置，能夠保證其使用壽命，并且避免外部環(huán)境對其傳輸數(shù)據(jù) 的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)例中所述的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為圖1中光學(xué)電流互感器的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0022] 其中：1、智能斷路器；2、斷路器滅弧室；3、光學(xué)電流互感器；4、光纖支柱套管；5、 斷路器底架；6、保偏光纖；7、控制柜；8、合并單元；9、普通光纖；10、采集器；11、支筒；12、 光學(xué)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(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0024] 本實(shí)用新型一種帶光學(xué)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(xué)電流互感器3和控制柜7 ;其中控制柜7內(nèi)設(shè)置有合并單元8、普通光纖9和采集器 10 ;智能斷路器1的斷路器滅弧室2的上端設(shè)置一個(gè)一次電流接頭19,斷路器滅弧室2的 下端通過光學(xué)電流互感器3分別設(shè)置光纖支柱套管4和另一個(gè)一次電流接頭19 ;光纖支柱 套管4內(nèi)包裹的保偏光纖6 -端與光學(xué)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；采集器10的輸出端依次連接普通光纖9和合并單元8?？刂乒?用來安裝采集 器10、普通光纖9和合并單元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(xué)電流互感器3包括光學(xué)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(dǎo)電支筒11，以及套設(shè)在導(dǎo)電支筒11上 的絕緣支架17 ;光學(xué)傳感頭12固定在絕緣支架17上。本優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)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(shè)置的兩個(gè)絕緣板16,以及穿過 絕緣板16固定設(shè)置在上法蘭13上的螺柱18 ;螺柱18均勻分布，本優(yōu)選實(shí)施例中以均勻設(shè) 置的四個(gè)螺柱18為例，光學(xué)傳感頭12通過與螺柱18配合的螺栓夾持在兩個(gè)絕緣板16之 間。下端法蘭15和上法蘭13之間固定設(shè)置有防雨罩14,光學(xué)電流互感器3設(shè)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(nèi)。本優(yōu)選實(shí)例中以光學(xué)電流互感器3采用 基于法拉第磁光效應(yīng)的磁光式電流互感器為例進(jìn)行說明。
[0026] 其中，光纖支柱套管4就是在現(xiàn)有支柱套管的基礎(chǔ)上將保偏光纖6包裹在其內(nèi)部， 使其在滿足斷路器支柱套管性能的同時(shí)，還可以作為光學(xué)電流互感器信號傳輸?shù)耐ǖ馈?br>
[0027] 如圖1所示，智能斷路器1采用智能柱式斷路器；光纖支柱套管4內(nèi)部中空且固定 設(shè)置在斷路器底架5上；保偏光纖6與采集器10輸入端連接的一端外部設(shè)置有金屬軟管， 并埋設(shè)在地纜溝內(nèi)。
[0028] 光學(xué)電子式電流互感器與智能斷路器一體化的研制可以實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的整體集 成和主接線的優(yōu)化；提高電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)化；節(jié)約電力建設(shè)的占用的土地資源； 為國家建設(shè)環(huán)境資源友好型、高可靠的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提供了有力保障。
[0029] 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，智能斷路器1的一次電流接頭19接入變電站母線回路中，一次電 流同時(shí)從光學(xué)電流互感器3中間的導(dǎo)電支筒11中流過，在法拉第磁光感應(yīng)原理的作用下， 光學(xué)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(shí)刻的相位差就可以知 道該時(shí)刻相應(yīng)的一次電流大小。光學(xué)電流互感器3將一次電流轉(zhuǎn)換成的光信號量傳送給采 集器，采集器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進(jìn)行輸出，通過普通 光纖9傳輸輸入到合并單元8中進(jìn)行信號分析處理，合并單元8會(huì)根據(jù)處理結(jié)構(gòu)完成預(yù)設(shè) 的自檢、信號異常、報(bào)警等提示，并能夠?qū)⒏鞣N參數(shù)傳入上位機(jī)，以便對系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)調(diào)度， 對智能斷路器1進(jìn)行相應(yīng)的操作，保證了電力系統(tǒng)安全。
[0030] 本實(shí)用新型通過光纖支柱套管4來代替斷路器傳統(tǒng)的支柱套管，在滿足傳統(tǒng)支柱 套管性能的同時(shí)，還可以作為信號傳輸通道，起到一物多用的效果。將光學(xué)電流互感器3與 智能斷路器1設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了兩者的理想組合，其結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、抗電磁干 擾能力強(qiáng)、節(jié)約了電力建設(shè)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(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)中一次電流參數(shù)進(jìn)行檢測和監(jiān)視，保證了電力系統(tǒng)安全。
[0031] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】僅限于此，對于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為 屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，包括智能斷路器（1)、光學(xué)電流 互感器⑶和控制柜（7);所述的控制柜（7)內(nèi)設(shè)置有合并單元（8)、普通光纖（9)和采集 器（10);智能斷路器（1)的斷路器滅弧室（2)的上端設(shè)置一個(gè)一次電流接頭（19)，斷路器 滅弧室（2)的下端通過光學(xué)電流互感器（3)分別設(shè)置光纖支柱套管（4)和另一個(gè)一次電流 接頭（19);光纖支柱套管⑷內(nèi)包裹的保偏光纖（6) -端與光學(xué)電流互感器⑶的輸出端 熔接，另一端與采集器（10)輸入端連接；采集器（10)的輸出端依次連接普通光纖（9)和合 并單元（8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，所述的 光學(xué)電流互感器（3)包括光學(xué)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(dǎo)電支筒（11)，以及套設(shè)在導(dǎo)電支筒（11)上的 絕緣支架（17);光學(xué)傳感頭（12)固定在絕緣支架（17)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，所述的 絕緣支架（17)包括平行設(shè)置的兩個(gè)絕緣板（16)，以及穿過絕緣板（16)固定設(shè)置在上法蘭 (13)上的螺柱（18);光學(xué)傳感頭（12)通過與螺柱（18)配合的螺栓夾持在兩個(gè)絕緣板（16) 之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，所述的 下端法蘭（15)和上法蘭（13)之間固定設(shè)置有防雨罩（14)，光學(xué)電流互感器（3)設(shè)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(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征 在于，所述的光學(xué)電流互感器（3)采用基于法拉第磁光效應(yīng)的磁光式電流互感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，所述的 智能斷路器（1)采用智能柱式斷路器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，所述的 光纖支柱套管（4)內(nèi)部中空且固定設(shè)置在斷路器底架（5)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶光學(xué)電流互感器的智能斷路器，其特征在于，保偏光 纖（6)與采集器（10)輸入端連接的一端外部設(shè)置有金屬軟管，并埋設(shè)在地纜溝內(nèi)。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】曾林翠, 張春基, 馬洪義, 侯彥杰, 李亮亮, 雷鵬 申請人:中國西電電氣股份有限公司