一种用于电力设备的光纤套管及电子式电流互感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于电力设备的光纤套管及电子式电流互感器，该光纤套管包括光纤本体、环氧玻璃纤维管和伞裙护套，环氧玻璃纤维管为环氧玻璃纤维绕制成型的中空管，光纤本体从环氧玻璃纤维管的一端穿入并经环氧玻璃纤维管内部的中空部分从另一端穿出，中空部分充有气体或油，穿过光纤本体的环氧玻璃纤维管的两端密封，伞裙护套设置在环氧玻璃纤维管的外表面。该用于电力设备的光纤套管能够降低对工艺的要求，并具有电气性能好以及安全性能高等优点，其保偏光纤特性也满足电子式电流互感器的使用需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力设备
，特别是一种用于电力设备的光纤套管及采用上述光纤套管的电子式电流互感器。
技术介绍
电流互感器是电力系统中继电保护与电能计量的重要设备，用来测量传输中的电流大小，并将测量到的电流大小发送至测量仪器和继电保护装置。其长期稳定性、可靠性、安全性与电力系统的安全、稳定运行密切相关。全光纤电流互感器基于法拉第磁光效应及安培环路定律，采用数字控制技术，具有安全、准确、交直流兼容测量等特点，适应智能电网的新需求。全光纤电流互感器包括敏感单元、采集单元和保偏光纤，通过保偏光纤进行一次二次之间的信号传递。传统的用于电力设备的保偏光纤(简称光纤)通常设置在套管中形成光纤套管，并在光纤与套管之间填充胶，这种光纤强度差易受应力挤压影响性能，且该光纤套管中光纤与胶之间以及胶与套管之间在高低温下由于膨胀系数不同会出现气隙，在应用时，进行一次二次之间的信号传递，即从高电压向低电压传递信号时，存在的气隙会影响电场分布，导致电场不均匀，出现放电情况，影响电气性能和电场环境，且长时间使用后会因为有湿气而影响安全性能。另外一种光纤套管是将光纤设置为紧套型保偏光纤，是护套紧密套在纤芯外表面，需采用一外表面设有凹槽的环氧玻璃钢桶，将紧套型保偏光纤绕制在环氧玻璃钢桶的凹槽内，该技术存在的缺点是需要对环氧玻璃钢桶开槽，这对工艺有较高的要求，且对外表面设有凹槽的环氧玻璃钢桶的表面光洁度也有要求，此外，在安装时是通过分段点胶来固定光纤，整个工艺过程十分复杂，且由于热胀冷缩发生使得光纤存在可靠性差等问题。
技术实现思路
本技术针对传统的用于电力设备的光纤套管因存在气隙导致影响电气性能和安全性能以及绕制在环氧玻璃钢桶的凹槽内存在工艺要求高以及工艺复杂等问题，提供一种新型的用于电力设备的光纤套管，能够降低对工艺的要求，并具有电气性能好以及安全性能高等优点，可更好地满足电子式电流互感器的使用需求。本技术还涉及一种采用上述光纤套管的电子式电流互感器。本技术的技术方案如下：一种用于电力设备的光纤套管，其特征在于，包括光纤本体、环氧玻璃纤维管和伞裙护套，所述环氧玻璃纤维管为环氧玻璃纤维绕制成型的中空管，所述光纤本体从环氧玻璃纤维管的一端穿入并经环氧玻璃纤维管内部的中空部分从另一端穿出，所述中空部分充有气体或油，穿过光纤本体的环氧玻璃纤维管的两端密封，所述伞裙护套设置在环氧玻璃纤维管的外表面。所述光纤本体包括热塑性树脂护套和纤芯，所述热塑性树脂护套紧密包覆在纤芯的外表面。所述光纤本体中的热塑性树脂护套内沿长度方向设置有线型的纤维增强复合塑料，所述纤维增强复合塑料沿热塑性树脂护套的轴线方向呈左右和/或上下对称设置。所述光纤本体的径向截面方向由内向外包括纤芯、芳纶和光纤护套，所述光纤本体两端通过胶水封堵。所述中空部分充有气体时，所述气体为六氟化硫气体或氮气，或六氟化硫气体和氮气的混合气；所述中空部分充有油时，所述油为矿物油；和/或，所述环氧玻璃纤维管的两端均设置有用于固定的法兰。一种采用上述的光纤套管的电子式电流互感器。所述电子式电流互感器为全光纤电流互感器，所述光纤套管中的光纤本体的一端与全光纤电流互感器的敏感单元相连，所述光纤本体的另一端经环氧玻璃纤维管的中空部分穿出后与全光纤电流互感器的采集单元相连。所述全光纤电流互感器在与智能隔离断路器安装应用时，所述环氧玻璃纤维管采用智能隔离断路器的套管，所述敏感单元安装在智能隔离断路器的套管上端部，光纤本体穿过智能隔离断路器的套管内部，套管底端部引出光纤本体连接至采集单元。所述全光纤电流互感器为支柱式或悬式全光纤电流互感器，所述全光纤电流互感器与支柱式绝缘子或与悬式绝缘子安装应用，所述敏感单元安装在支柱式绝缘子或悬式绝缘子的上端部的金具内，所述环氧玻璃纤维管采用支柱式绝缘子或悬式绝缘子，光纤本体穿过支柱式绝缘子或悬式绝缘子的内部，支柱式绝缘子或悬式绝缘子底端部引出光纤本体连接至采集单元。所述光纤本体与敏感单元的光纤为一体式或两者相互熔接。本技术的技术效果如下：本技术提供的用于电力设备的光纤套管，适用于电子式电流互感器优选如全光纤电流互感器等电力设备在应用时的一次二次之间的信号传递，包括光纤本体、环氧玻璃纤维管和伞裙护套，光纤本体从环氧玻璃纤维管的一端穿入并经环氧玻璃纤维管内部的中空部分从另一端穿出，中空部分充有气体或油，穿过光纤本体的环氧玻璃纤维管的两端密封，光纤本体从环氧玻璃纤维管内部的中空部分穿过，且在中空部分充有气体或油，气体或油起到灭弧绝缘的作用，避免了传统的光纤套管因为在光纤本体和环氧玻璃纤维管之间填充胶会存在气隙导致电场不均匀从而影响电气性能和安全性能的问题，本技术的光纤套管当从高电压向低电压传递信号时，电场分布不会受到影响更不会出现放电现象，可以长时间使用，提高了安全性能。光纤本体直接从环氧玻璃纤管内部穿过，即直穿式，无需在环氧玻璃纤维管的外表面设置凹槽，也无需严格要求环氧玻璃纤维管的表面光洁度，降低了对环氧玻璃纤维管的制作工艺的要求，降低了成本，光纤本体便于安装，降低了整个工艺过程，结构也比较简单，具有电气性能好以及安全性能高等优点，其保偏光纤特性也满足电子式电流互感器的使用要求。伞裙护套设置在环氧玻璃纤维管的外表面，保护光纤本体和环氧玻璃纤维管形成的芯棒免受气候影响和电蚀作用，并提供所需的爬电距离。光纤本体优选包括热塑性树脂护套和纤芯，热塑性树脂护套紧密包覆在纤芯的外表面形成一种特定结构的紧套型保偏光纤，使得整个光纤本体具有完全填实的截面，不存在空隙，热塑性树脂护套理解为是光纤本体的外表皮，也可称为绝缘光缆外表皮或光缆护套，采用耐高温的热塑性树脂材料的绝缘光缆外表皮防水、防油、耐腐蚀、阻燃，可长期耐受六氟化硫气体及其在高电压下可能存在的分解物(如低氟化物及氢氟酸)环境，有效的保证光纤本体的电气绝缘性能，可在广泛的温度及频率范围内保持良好的电性能；并且具有较高的耐热性、优异的耐水性；阻燃性良好，具有自熄性且不含卤素，无毒对环境友好。该紧套型保偏光纤具有比现有的保偏光纤高得多的抗张抗压强度，如长度方向上抗张强度可达80-100N，抗压强度短期可达150N/dm；长期25N/dm，使用温度范围可到-40℃-+85℃，其保偏光纤特性更好地满足电子式电流互感器的使用要求。优选在本技术提供的光纤本体中的热塑性树脂护套内沿长度方向设置有线型的纤维增强复合塑料，且其沿热塑性树脂护套的轴线方向呈左右和/或上下对称设置，该纤维增强复合塑料可称为是加强线，起到进一步加强保偏光纤本体的抗张抗压特性，提高整个保偏光纤的电气性能和可靠性。光纤本体也可以采用松套型结构，优选光纤本体的径向截面方向由内向外包括纤芯、芳纶和光纤护套，光纤本体两端通过胶水封堵，也就是说将光纤本体两端密封从而避免纤芯和芳纶之间、芳纶自身、芳纶和光纤护套之间由于热胀冷缩存在气隙产生的种种问题，该结构的光纤本体如长度方向上抗张强度可达60-100N，抗压强度短期可达500N/dm；长期100N/dm，做冷、热真空试验时采取该方式，温度范围-40℃-+70℃，真空度7x10-5Pa，每个循环144hrs，共计5个循环，工作正常，未发生任何泄漏，其保偏光纤特性同样能够更好地满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电力设备的光纤套管，其特征在于，包括光纤本体、环氧玻璃纤维管和伞裙护套，所述环氧玻璃纤维管为环氧玻璃纤维绕制成型的中空管，所述光纤本体从环氧玻璃纤维管的一端穿入并经环氧玻璃纤维管内部的中空部分从另一端穿出，所述中空部分充有气体或油，穿过光纤本体的环氧玻璃纤维管的两端密封，所述伞裙护套设置在环氧玻璃纤维管的外表面。

【技术特征摘要】
1.一种用于电力设备的光纤套管，其特征在于，包括光纤本体、环氧玻璃纤维管和伞裙护套，所述环氧玻璃纤维管为环氧玻璃纤维绕制成型的中空管，所述光纤本体从环氧玻璃纤维管的一端穿入并经环氧玻璃纤维管内部的中空部分从另一端穿出，所述中空部分充有气体或油，穿过光纤本体的环氧玻璃纤维管的两端密封，所述伞裙护套设置在环氧玻璃纤维管的外表面。2.根据权利要求1所述的用于电力设备的光纤套管，其特征在于，所述光纤本体包括热塑性树脂护套和纤芯，所述热塑性树脂护套紧密包覆在纤芯的外表面。3.根据权利要求2所述的用于电力设备的光纤套管，其特征在于，所述光纤本体中的热塑性树脂护套内沿长度方向设置有线型的纤维增强复合塑料，所述纤维增强复合塑料沿热塑性树脂护套的轴线方向呈左右和/或上下对称设置。4.根据权利要求1所述的用于电力设备的光纤套管，其特征在于，所述光纤本体的径向截面方向由内向外包括纤芯、芳纶和光纤护套，所述光纤本体两端通过胶水封堵。5.根据权利要求1至4之一所述的用于电力设备的光纤套管，其特征在于，所述中空部分充有气体时，所述气体为六氟化硫气体或氮气，或六氟化硫气体和氮气的混合气；所述中空部分充有油时，所述油为矿物油；和/或，所述环氧玻璃纤维管的两端均设置有用于固定的法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，刘东伟，李永兵，
申请(专利权)人：易能乾元北京电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11