全光纤电流互感器及全光纤电流互感器单元

技术领域

本发明涉及全光纤电流互感器及全光纤电流互感器单元。

背景技术

电流互感器用于计量电力系统中的电流，目前GIS设备中常用电磁式电流互感器，电磁式电流互感器体积较大并且采用线圈绕制的电流互感器容易受外界电流的干扰，稳定性较差。

授权公告号为CN202583293U、授权公告日为2012.12.05的中国专利公开了一种三相分箱GIS全光纤电流互感器，包括壳体、壳体盖板、转接壳体、屏蔽筒和光纤传感环，其中转接壳体与壳体固定，光纤传感环设置在壳体内，这种结构的全光纤电流互感器需要将屏蔽筒、盖板、转接壳体和壳体装配在一起，结构较为复杂，存在装配效率较低的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全光纤电流互感器，用于解决目前的电流互感器结构较为复杂造成的装配效率较低的技术问题；另外，本发明的目的还在于提供一种使用上述全光纤电流互感器的全光纤电流互感器单元。

本发明的全光纤电流互感器采用如下技术方案：

全光纤电流互感器，包括传感环、第一筒体、第二筒体；

第一筒体，一端为用于与开关设备筒连接的第一筒体外接端，另一端为与第二筒体可拆对接的第一筒体对接端；

第二筒体，一端为用于与开关设备筒连接的第二筒体外接端，另一端为与第一筒体可拆对接的第二筒体对接端；

第一筒体对接端与第二筒体对接端可拆连接，并在对接后围成传感环容纳腔，所述传感环设置在传感环容纳腔内；

第一筒体与第二筒体的对接处设置有绝缘环，所述绝缘环用于阻止第一筒体与第二筒体形成导电回路。

其有益效果在于：第一筒体和第二筒体之间的对接处设置有绝缘环，绝缘环对第一筒体和第二筒体的固定安装起到一定的支撑作用，同时也起到电气隔离的作用，阻止了第一筒体与第二筒体形成导电回路，有效的避免了全光纤电流互感器受感应电流的干扰，提高了全光纤电流互感器的精度。第一筒体和第二筒体直接对接，并围成传感环容纳腔，传感环直接设置在传感环安装腔内，减少了安装步骤，简化了全光纤电流互感器的结构，解决了目前的电流互感器结构较为复杂造成的装配效率较低的技术问题。

进一步的，第一筒体对接端设置有开口朝向第二筒体对接端的凹槽，所述第二筒体对接端设置有封堵凹槽槽口的封盖，封盖封堵凹槽后形成所述传感环容纳腔。

其有益效果在于：采用凹槽方便传感环的安装，封盖与凹槽形成的传感环容纳腔结构简单，使用方便，可以提高安装效率。

进一步的，封盖由设置在第二筒体对接端处的环形板形成。

其有益效果在于：直接由环形板构成凹槽上的封盖，简化了封盖的结构。

进一步的，绝缘环设置在传感环的内侧。

其有效果在于：绝缘环设置在传感环的内侧，对第一筒体和第二筒体的固定安装起到一定的支撑作用，对第一筒体与第二筒体的密封性影响较小，同时也简化了两筒体对接处的密封结构。

进一步的，绝缘环轴向的两侧设置有分别与第一筒体和第二筒体密封配合的密封圈。

其有益效果在于：绝缘环的轴向两侧设置有密封圈，将第一筒体和第二筒体的连接处密封起来，提高筒体内部与传感环之间的密封性能。

进一步的，第一筒体对接端与第二筒体对接端之间设置有密封垫，所述密封垫处于传感环的外侧。

其有益效果在于：第一筒体和第二筒体外边缘接触位置设置有密封垫，起到了对外部环境的隔离作用，使安装在传感环容纳腔中的传感环可以适用不同的环境，可以防水防潮。

本发明全光纤电流互感器单元的技术方案：

全光纤电流互感器单元包括：

全光纤电流互感器，包括传感环、第一筒体和第二筒体；

中心导体，用于与开关设备筒内的导体导电；

第一筒体外接端和第二筒体外接端均固定有端部绝缘子，端部绝缘子与第一筒体、第二筒体围成绝缘气室；

端部绝缘子包括绝缘体、固定在端部绝缘子中心的中心嵌件；

中心嵌件与中心导体导电。

其有益效果在于：第一筒体和第二筒体对接之后形成了光纤传感环的固定安装位置，并且直接形成了屏蔽筒，减少了安装步骤，简化了全光纤电流互感器的结构，解决了目前的电流互感器结构较为复杂造成的装配效率较低的技术问题。使用该全光纤电流互感器的全光纤电流互感器单元结构也更加简单，可以作为一个整体直接安装在GIS设备内部，简化了使用的过程，提高了使用效率。

进一步的，第一筒体对接端设置有开口朝向第二筒体对接端的凹槽，所述第二筒体对接端设置有封堵凹槽槽口的封盖，封盖封堵凹槽后形成所述传感环容纳腔。

其有益效果在于：采用凹槽方便传感环的安装，封盖与凹槽形成的传感环容纳腔结构简单，使用方便，可以提高安装效率。

进一步的，封盖由设置在第二筒体对接端处的环形板形成。

其有益效果在于：直接由环形板构成凹槽上的封盖，简化了封盖的结构。

进一步的，绝缘环设置在传感环的内侧。

其有效果在于：绝缘环设置在传感环的内侧，对第一筒体和第二筒体的固定安装起到一定的支撑作用，对第一筒体与第二筒体的密封性影响较小，同时也简化了两筒体对接处的密封结构。

进一步的，绝缘环轴向的两侧设置有分别与第一筒体和第二筒体密封配合的密封圈。

其有益效果在于：绝缘环的轴向两侧设置有密封圈，将第一筒体和第二筒体的连接处密封起来，提高筒体内部与传感环之间的密封性能。

进一步的，第一筒体对接端与第二筒体对接端之间设置有密封垫，所述密封垫处于传感环的外侧。

其有益效果在于：第一筒体和第二筒体外边缘接触位置设置有密封垫，起到了对外部环境的隔离作用，使安装在传感环容纳腔中的传感环可以适用不同的环境，可以防水防潮。

进一步的，端部绝缘子的中心嵌件上设置有与中心导体导电插接的触座。

其有益效果在于：触座只需要插接在中心嵌件上，中心导体就可以实现与中心嵌件之间的导电连接，使连接更为简单高效，简化了安装过程。

进一步的，第一筒体外接端和第二筒体外接端均设置有外接法兰，所述端部绝缘子与外接法兰通过螺栓固定。

其有益效果在于：使筒体外部具有供端部绝缘子安装的位置，端部绝缘子与外接法兰的连接更为牢固和简单。

附图说明

图1是本发明全光纤电流互感器单元实施例1中全光纤电流互感器单元的结构示意图；

图2是本发明全光纤电流互感器单元实施例1中全光纤电流互感器单元的局部视图；

图中：1、全光纤电流互感器；11、第一筒体；111、第一筒体外接端；112、第一筒体对接端；113、环形块；12、第二筒体；121、第二筒体外接端；122、第二筒体对接端；123、环形板；13、绝缘环；131、密封圈；14、传感环；15、传感环容纳腔；16、密封垫；2、中心导体；21、触座；211、第一筒体中心导体触座；212、第二筒体中心导体触座；3、端部绝缘子；31、第一筒体端部绝缘子；311、第一筒体端部金属圈；312、第一筒体端部绝缘体；313、第一筒体端部中心嵌件；32、第二筒体端部绝缘子；321、第二筒体端部金属圈；322、第二筒体端部绝缘体；323、第二筒体端部中心嵌件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为假定的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明全光纤电流互感器单元的具体实施例1：

如图1和图2所示，全光纤电流互感器单元包括全光纤电流互感器1、中心导体2和端部绝缘子3。

全光纤电流互感器1包括第一筒体11、第二筒体12、绝缘环13和传感环14。

第一筒体11具有第一筒体外接端111和第一筒体对接端112，第二筒体12具有第二筒体外接端121和第二筒体对接端122，第一筒体外接端111与第二筒体外接端121均与外接的开关设备筒连接，第一筒体对接端112与第二筒体对接端122可拆对接。

第一筒体对接端112端部设有环形块113，环形块113上设置有开口朝向第二筒体对接端122的凹槽，第二筒体对接端122端部为环形板123，环形板123构成封堵环形块113上凹槽槽口的封盖，当第一筒体对接端112与第二筒体对接端122对接连接时，环形板123与环形块113连接，封盖封堵凹槽后形成的环形槽为传感环容纳腔15，供传感环14放入。

环形块113与环形板123接触面有两个，分别是位于传感环14外侧的外侧接触面和位于传感环14内侧的内侧接触面。绝缘环13设置在环形块113与环形板123的对接处，在本实施例中，绝缘环13采用环形绝缘子，环形绝缘子设置在传感环14的内侧，即内侧接触面上。环形绝缘子的轴向两侧设置有两个密封圈131，使环形绝缘子的轴向两侧分别与第一筒体11和第二筒体12进行密封配合。

为了提高传感环容纳腔15的密封性能，环形块113与环形板123的外侧接触面上设置有密封垫16，密封垫16为环形密封垫，环形密封垫将连接板与连接块隔开。第一筒体对接端112与第二筒体对接端122为可拆连接，其固定方式本实施例采用螺栓连接，螺栓穿过环形块113、环形板123和密封垫16后将第一筒体11与第二筒体12固定在一起。

第一筒体11和第二筒体12之间的内侧接触面对接处设置有绝缘环13，绝缘环13对环形块113和环形板123内边缘的固定安装起到一定的支撑作用，同时起到电气隔离的作用，阻止第一筒体11与第二筒体12形成导电回路，进行电流隔离，有效的避免了全光纤电流互感器1的回流干扰，提高了全光纤电流互感器1的精度。绝缘环13的轴向两侧设置有密封圈131，起到了对筒体内部SF6气体的隔离作用，位于环形块113和环形板123的外侧接触面上的密封垫16，起到了对外部环境的隔离作用，有一定的防水防潮的作用。

端部绝缘子3有两个，分别为第一筒体端部绝缘子31和第二筒体端部绝缘子32，第一筒体端部绝缘子31与第一筒体外接端111连接，第一筒体外接端111设置有外接法兰，第一筒体端部绝缘子31通过螺栓连接的方式固定在第一筒体外接端111的外接法兰上。

第一筒体端部绝缘子31包括第一筒体端部金属圈311、第一筒体端部绝缘体312和第一筒体端部中心嵌件313，第一筒体端部金属圈311嵌在第一筒体端部绝缘体312外围，第一筒体端部中心嵌件313埋在第一筒体端部绝缘体312的中心位置，第一筒体端部金属圈311上有与全光纤电流互感器1的筒体上的外接法兰对应的螺栓孔，供螺栓插入进行固定。第一筒体端部金属圈311、第一筒体端部中心嵌件313在第一筒体端部绝缘体312注塑成型时与第一筒体端部绝缘体312注塑在一起实现嵌装固定。

第二筒体端部绝缘子32与第一筒体端部绝缘子31的结构相同，第二筒体端部绝缘子32包括第二筒体端部金属圈321、第二筒体端部绝缘体322和第二筒体端部中心嵌件323，第二筒体端部绝缘子32与第一筒体端部绝缘子31的安装方式相同，在本实施例中不再进行赘述。

中心导体2为圆柱形导电杆，用于与开关设备筒内的导体导电连接。中心导体2导电插接在触座21里面，触座21设有两个，分别为第一筒体中心导体触座211和第二筒体中心导体触座212，中心导体2的两端分别与第一筒体中心导体触座211和第二筒体中心导体触座212导电连接，第一筒体中心导体触座211固定在第一筒体端部中心嵌件313上，与第一筒体端部中心嵌件313实现导电连接。第二筒体中心导体触座212导电连接在中心导体2的另一端，固定在第二筒体端部中心嵌件323上。

第一筒体11、第二筒体12、第一筒体端部绝缘子31和第二筒体端部绝缘子32围成了绝缘气室，气室内充入SF6气体，起到良好的绝缘性，通过中心嵌件以及固定在中心嵌件上的触座21，对中心导体2进行固定和导电连接，使中心导体2的固定更加简单方便，并可以与全光纤电流互感器单元外界连接的开关设备筒内的导体实现导电连接，端部绝缘子3的绝缘体周围套有金属圈，金属圈硬度和强度均大于绝缘材料的硬度和强度，使用金属圈与筒体上的外接法兰进行螺栓连接时，有效的防止了绝缘材料因受力发生变形的问题。

在对全光纤电流互感器单元进行安装的过程中，将第一筒体绝缘子31边缘金属圈311上的螺栓孔与第一筒体11上法兰结构的螺栓孔对齐后，使用螺栓进行螺栓连接，将第一筒体中心导体触座211固定在第一筒体端部中心嵌件313上。将传感环14放在环形块113所形成的凹槽中，在环形块113的一侧安装绝缘环13和密封垫16，然后将第二筒体12的环形板123与第一筒体11的环形块113相对安装，螺栓穿过环形板123、密封垫16和环形块113固定，将第一筒体11和第二筒体12连接在一起。将中心导体2插入第一筒体中心导体触座211中，第二筒体中心导体触座212安装在第二筒体端部中心嵌件上，最后将第二筒体端部绝缘子32与第二筒体12的外界法兰使用螺栓连接在一起，全光纤电流互感器单元安装完毕。

在全光纤电流互感器单元进行使用的过程中，将全光纤电流互感器单元整体安装在GIS设备中，与GIS开关设备筒内的导体实现导电连接，简化了安装过程，使全光纤电流互感器单元的使用更加简便快捷。

本发明全光纤电流互感器单元的具体实施例2：

与上述实施例1中全光纤电流互感器单元的区别仅在于，腔体和环形板之间采用螺钉连接的方式对其进行固定连接。在其他实施例中，金属圈与外界法兰的连接方式也可以采用螺钉连接。

本发明全光纤电流互感器单元的具体实施例3：

与上述实施例1中全光纤电流互感器单元的区别仅在于，第一筒体对接端与第二筒体对接端均为凹槽，两个凹槽可以对接形成供传感环放入的传感环容纳腔。在其他实施例中，第一筒体对接端与第二筒体对接端为“L”和“7”形，对接可以形成供传感环放入的传感环容纳腔。

本发明全光纤电流互感器单元的具体实施例4：

与上述实施例1中全光纤电流互感器单元的区别仅在于，密封垫采用密封圈对环形块与环形板进行密封。在其他实施例中，位于环形绝缘子轴向两侧设计的密封圈可以由密封垫代替。

本发明全光纤电流互感器单元的具体实施例5：

与上述实施例1中全光纤电流互感器单元的区别仅在于，绝缘子位于传感环外侧，此时需要对连接第一筒体和第二筒体的螺栓进行绝缘处理，阻止第一筒体和第二筒体形成导电回路，此时密封垫位于传感环内侧，对筒体内部起到密封作用，起到电气隔离的作用。

本发明全光纤电流互感器的具体实施例，本实施例中全光纤电流互感器的结构与上述全光纤电流互感器单元的任意一个具体实施例中所述的全光纤电流互感器的结构相同，具体不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。