[实用新型]一种光学电压互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电压互感器技术领域，特别是一种光学电压互感器。

背景技术

电压互感器是电力系统中继电保护与电能计量的重要设备，用来变换传输线路上的电压给测量仪器和继电保护装置供电，用来测量传输线路中的电压、功率和电能，或者用来在传输线路发生故障时保护传输线路中的重要设备，例如，电机或变压器等。电压互感器的长期稳定性、可靠性和安全性与电力系统的安全、稳定运行密切相关。光学电压互感器利用泡克尔斯效应(Pockels效应)，即在交变电场下电光晶体在两个正交的轴向上折射率会发生相对变化，当圆偏振光通过电光晶体时，圆偏振光会变成椭圆偏振光，椭圆度与电场成正比。通过监测通过电光晶体后的椭圆偏振光两个正交轴向上光强的相对变化，即可计算对应电场的大小。当晶体封装结构确定的情况下，晶体上感应的电场与封装结构上施加的电压成正比，从而实现对电压的测量。光学电压互感器可有效隔离高压侧与低压侧，保证人身和设备的安全。

现有的电网中的光学电压互感器通常采用气体封装结构或固体封装结构进行封装。气体封装结构封装壳内通过气体(例如SF₆六氟化硫)实现光学电压互感器的电气绝缘，常用的SF₆气体无色无味、不可燃，具有较高的电气强度、优良的灭弧性能、良好的冷却特性和良好的绝缘性能，将它用于电气设备可免除火灾的威胁，缩小设备尺寸，提高系统运行的可靠性，但是这种封装结构存在着充气、密封等繁琐工艺，电气设备运行过程中还可能出漏气等问题，此外，气体封装结构的封装壳还需要具有足够的结构强度，以满足电压互感器使用中的防爆要求，因此封装壳结构复杂，需要占用很大的安装空间，且整个壳体的加工成本高。固体封装结构通常是由环氧树脂或其他树脂混合材料等绝缘材料经固化成型，目前广泛应用于35kV及以下电压等级的户内电压互感器，但是，目前已有的光学电压互感器的固体封装结构为了满足绝缘性能的要求体积一般都较大，存在绝缘结构复杂、占用较大空间和质量较大等缺点，然而应用于开关柜等小型设备上的电压互感器都要求具有体积小、重量轻、便于安装、可靠性高、可集成化等特点，现有的电压互感器封装结构已经难以满足现代电力系统对新型电压互感器的集成化、智能化等发展的需求，因此急需提出一种结构简单，安全性高的新型光学电压互感器封装结构。

实用新型内容

本实用新型针对现有的光学电压互感器采用气体封装结构存在的充气密封工艺繁琐、容易发生漏气和封装壳结构复杂等问题，及采用固体封装结构存在的绝缘结构复杂、占用较大空间和质量较大等问题，提出了一种新型的光学电压互感器，能够切实有效地解决现有光学电压互感器封装的结构安全等问题，并且能够有效减少体积和重量，结构简单、绝缘性能好、屏蔽效果优良、应用方式灵活、较大程度降低成本，而且具有便于安装、可靠性高、安全性高以及可集成化的优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种光学电压互感器，其特征在于，包括互感器壳体、绝缘子、导体电极、绝缘硅橡胶、光学电压传感头、光纤和电气单元，所述绝缘子、绝缘硅橡胶和光学电压传感头均设置于互感器壳体的内部，所述光纤的一端与光学电压传感头连接，所述光纤的另一端从互感器壳体侧壁的通孔中引出至互感器壳体外的电气单元，所述光学电压传感头和连接于光学电压传感头的光纤的端头通过灌封硅胶工艺埋置在绝缘硅橡胶内，所述绝缘子采用浇注工艺包覆在绝缘硅橡胶的外部并填充整个互感器壳体内部，所述导体电极的一端预留连接外部电压的接线端子，所述导体电极除接线端子外的部分被埋置入绝缘子顶部。

所述互感器壳体为轴对称结构，埋置光学电压传感头的绝缘硅橡胶设置在绝缘子底部，所述导体电极和光学电压传感头均设置于互感器壳体的轴线处且所述光学电压传感头与埋置入绝缘子顶部的导体电极施加电压的端头相对应。

所述互感器壳体为盆式结构件，所述绝缘子为盆式绝缘子。

所述互感器壳体的直径在80mm至500mm之间，且互感器壳体的高度根据电压等级、电场仿真结果和实际冲击电压试验结果进行调整。

所述导体电极与光学电压传感头之间的距离根据电压等级和电场仿真结果进行调整。

所述绝缘子采用环氧树脂绝缘材料或硅橡胶绝缘材料。

所述导体电极为球形圆柱电极。

所述光纤为耐高温光纤，所述灌封硅胶工艺的硫化温度为60℃-70℃。

本实用新型的技术效果如下：