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专利名称：罐体式三相光学电压互感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种罐体式三相光学电压互感器。
背景技术：
高压电力互感器是为电力系统提供用于计量、控制和继电保护的必要设备。随着电力系统电压等级地不断提高，光学电压互感器在诸方面展示出了比传统电压互感器的优势，比如光学电压互感器的高压信号通过光纤传输到二次设备，绝缘大大简化、频率响应宽，动态范围大、无磁饱和、轻便易于安装等，因此，光学电压互感器在电力系统中的应用备受重视。国际上，1997年，ABB电力T&D公司报导了 115kV 550kV组合式光学电压/电流互感器。1997年，法国Alstom报道了 123kV 765kV组合式光学电压/电流互感器，已有 多台产品在欧洲和北美挂网运行。2003年，加拿大Nxtphase报道了 121kV 550kV的光学电压互感器。国内自1992年开始先后有清华大学、华中科技大学等高校及电子部26所、电力科学研究院、上海互感器厂等众多单位从事此方面的研究，目前已有多种光学电压互感器样机研制出来，但绝大数仅限于试验室阶段。并且现有技术中的光学电压互感器存在体积较大、重量重、成本高、局放现象及耐电压等问题；而且需进行额外的绝缘设计，因此增加了因压力、湿度等因素带来的安全隐
串
■/Qi、O

发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种罐体式三相光学电压互感器，体积小、重量轻、屏蔽效果好，应用方式灵活。本发明另一个技术解决问题是消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题，降低了安全隐患，简化了系统的复杂度，容易安装维护并确保了 GIS系统的抗压强度和绝缘性能。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下罐体式三相光学电压互感器，包括绝缘子(1)、GIS腔体(4)、光学电压互感单元和电气单元(12);所述绝缘子(I)设置在所述GIS腔体(4)的一端；所述光学电压互感单元共三套，分别为A、B、C三相，设置在GIS腔体(4)内，每套光学电压互感单元包括扩距导体(2)、高压电极(3)、屏蔽筒(5)、光学电压传感头(7)、探头(8)、光纤(9)、光纤气密引出装置(10)和探头支撑(11)；所述扩距导体(2) —端和所述绝缘子(I)固定连接，另一端固定连接所述高压电极⑶；所述屏蔽筒(5)设置在所述GIS腔体(4)底部内、和所述绝缘子⑴相对的一端；所述高压电极(3)的自由端伸入所述屏蔽筒(5)内；在所述GIS腔体(4)的底部开有用于固定光学电压传感头(7)、探头(8)和探头支撑(11)的安装孔，光学电压传感头(7)、探头(8)和探头支撑(11)通过安装孔装于GIS腔体⑷内，然后将光纤气密引出装置(10)和GIS腔体(4)底部密封对接，以使安装孔密封；探头(8)和光学电压传感头(7)设置在所述屏蔽筒(5)内，光纤气密引出装置(10)位于GIS腔体(3)外；探头支撑(11)底部与光纤气密引出装置(10)固定连接，探头支撑(11)上装有探头(8)，所述光学电压传感头(7)位于所述探头(8)上平面与所述高压电极(3)的另一端相对应的位置，所述高压电极⑶与所述光学电压传感头(7)保持有距离；与光学电压传感头(4)连接的光纤(9)通过光纤气密引出装置(10)引出至所述电气单元(12)。上述罐体式三相光学电压互感器还包括充气和出气阀门(6)，所述充气和出气阀门(6)与所述GIS腔体(4)连通；还包括防爆膜(14)，所述防爆膜(14)与所述GIS腔体(4)连通；还包括光纤保护盒(13)，光纤气密引出装置(10)引出到所述光纤保护盒(11)，再引至所述电气单元(12)。所述绝缘子(I)固定在GIS腔体(4)的顶部，探头(8)安装在探头支撑(11)的顶部，光学电压传感头(7)置于探头(8)顶部表面的中心。所述绝缘子(I)、所述扩距导体(2)、所述高压电极(3)为等电位，所述屏蔽筒(5)、所述GIS腔体(4)为等电位与地电极连通。·所述扩距导体(2)能够调整，所述高压电极(3)固定在所述扩距导体(2)上，调整所述扩距导体(2)就能够调节所述高压电极(3)位于所述屏蔽筒(4)圆柱面的中心位置或者偏离所述中心位置。所述高电极(3)位于所述屏蔽筒(4)圆柱面的中心位置。所述高压电极(3)与所述光学电压传感头(7)之间的高度能够根据不同的电压等级进行调整，以便能够精确测量。所述光学电压传感头(7)包括第一光纤准直器(171)、起偏器(18)、1/4波片
(19),BGO晶体(20)、检偏器(21)、第二光纤准直器(172)和第三光纤准直器(173);从电气单元(12)来的光信号通过光纤经所述第一光纤准直器(171)后连接到所述起偏器(18)，经所述起偏器(18)后再依次经过所述1/4波片(19)、所述BGO晶体(20)连接到所述检偏器
(21)，经所述检偏器(21)后分为两路，一路反射端经所述第二光纤准直器(172)后通过光纤输出至电气单元(12)，另一路透射端经所述第三光纤准直器(173)后通过光纤输出至电气单元(12)。所述电气单元(12)包括光学闭环反馈控制单元(15)和信号处理单元(16);光学闭环反馈控制单元(15)使光源的中心波长稳定，经过光纤(9)输出至光学电压传感头⑷；信号处理单元(16)对光学电压传感头(7)输出的光信号进行处理，解调出被测电压。所述光学闭环反馈控制单元(15)包括SLD光源(22)、Lyot消偏器(23)、耦合器(24)、第一探测器(251)和驱动电路(27) ;SLD光源(22)产生的光经Lyot消偏器(23)变成低偏振光，经过I禹合器(24)输出至光学电压传感头(7);同时I禹合器(24)的输出经过第一探测器(251)将光信号变成电信号后至驱动电路(27)，由驱动电路(27)判断是否满足输出光功率的要求，计算并调整驱动电路参数，反馈至SLD光源(22)，使SLD光源(22)输出稳定的光功率，从而使由I禹合器(24)输出至光学电压传感头(7)的光源输出功率稳定。所述信号处理单元(16)包括第二探测器(252)、第三探测器(253)和信号解调电路(26);第二探测器(252)、第三探测器(253)分别将光学电压传感头(7)出射的两路光信号转变为电信号传输给所述信号解调电路(28)，由信号解调电路分别计算第二探测器(252)、第三探测器(253)两个探测通道的滑动平均值，交流比直流量，然后对两路探测信号进行加权平均计算，使得两路电压幅值达到平衡，最后将所得的三相电压值依据通信协议进行组帧后通过串口发送。所述光纤气密引出装置(10)的光纤引出方法采用光纤金属化封装技术；所述光纤气密引出装置(10)包括金属化光纤(29)、金属管(30)、密封圈(31)、光纤引出法兰(32)和光纤穿通孔(33)，所述光纤引出法兰(32)上开有所述光纤穿通孔(33)，所述金属管(30)穿过所述光纤穿通孔(33)并且所述金属管(30)和所述光纤穿通孔(33)之间密封，所述金属化光纤(29)穿过所述金属管(30)并且所述金属化光纤(29)和所述金属管(30)之间密封，所述密封图(31)镶嵌在所述光纤引出法兰(32)的密封面上并且围绕所述光纤穿通孔(33)设置；本发明的有益效果如下(I)本发明中光学电压传感头通过探头、探头支撑、光纤气密引出装置直接放置于GIS腔体内，应用方式灵活、体积小、重量轻、成本低；
(2)本发明中光学电压传感头直接放置于GIS腔体内，屏蔽效果好；(3)本发明中高压电极与光学电压传感头之间无需任何骨架支撑，设计结构简单，消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题；(4)本发明中高压电极与光学电压传感头之间直接采用GIS腔体中的SF6气体绝缘，无需进行额外的绝缘设计，降低了因压力、湿度等因素带来的安全隐患，简化了系统的复杂度；(5)本发明中高压电极与光学电压传感头之间的高度可以根据不同的电压等级进行调整，设计灵活、简单，容易安装维护；(6)本发明中光纤气密引出装置的光纤引出方法采用光纤金属化封装技术，该技术避免了因GIS腔体与外界环境存在的气压差所造成的光纤引出端气体泄漏，确保了 GIS系统的抗压强度和绝缘性能；(7)本发明中屏蔽筒采用电阻率小于90、线胀系数小于24. 0X10-6/K的材料制备，如铝合金、铜等，该种材料无磁性、导电性好，确保了屏蔽筒的电屏蔽性能良好以及屏蔽筒与地电极的等电位关系。


图I所示的是本发明的结构原理图；图2所示的是本发明中光学电压传感头及电气单元结构图；图3所示的是本发明中光纤气密引出装置结构剖视图；图4所示的是本发明中驱动电路工作流程图；图5所示的本发明中信号解调电路工作流程图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所示，本发明实施例包括绝缘子1、GIS腔体4、扩距导体2、高压电极3、屏蔽筒5、探头8、探头支撑11、光学电压传感头7、光纤9、光纤气密引出装置10、光纤保护盒
13、电气单元12、防爆膜14、充气和出气阀门6。绝缘子I为盆式绝缘子，内填充有SF6气体，绝缘子I设置在所述GIS腔体4的上端。光学电压互感单元共三套，分别为A、B、C三相，设置在GIS腔体4内，每套光学电压互感单元均包括扩距导体2、高压电极3、屏蔽筒5、光学电压传感头7、探头8、光纤9、光纤气密引出装置10和探头支撑11。绝缘子I固定在GIS腔体4的顶部，绝缘子I中浇注的高压导电母线与扩距导体2、高压电极3依次连接，高压电极3通过扩距导体2调整至屏蔽筒5圆柱面的中心位置，并与探头8上表面保持一定的距离，其中，绝缘子I、扩距导体2、高压电极3为等电位，屏蔽筒5和GIS腔体4为等电位与地电极连通。屏蔽筒5设置在GIS腔体4底部内、和绝缘子I相对的一端，高压电极3的自由端伸入所述屏蔽筒5内。在GIS腔体4的底部开有用于固定三套光学电压传感头7、探头8和探头支撑11 的三个安装孔，三套光学电压传感头7、探头8和探头支撑11分别通过三个安装孔装于GIS腔体4内，然后将三个光纤气密引出装置10分别和GIS腔体4底部密封对接，以使三个安装孔密封。光学电压传感头7、探头8、探头支撑11通过安装孔装于GIS腔体4内，同时探头8和光学电压传感头7设置在屏蔽筒5内。光纤气密引出装置10位于GIS腔体3外；探头支撑11底部与光纤气密引出装置10固定连接，探头8安装在探头支撑11的顶部；光学电压传感头7连接在探头8顶部表面的中心位置，并且光学电压传感头7和探头8表面之间的连接方式为粘结；与光学电压传感头4连接的光纤9通过光纤气密引出装置10引出至所述电气单元12，电气单元12与后端的主控计算机或合并单元相连。上电后高压电极3感应出也电场,光学电压传感头7根据Pockels电光效应检测到相位差，通过光纤9输出至电气单元12。本发明的GIS，是指气体绝缘开关；所谓的GIS腔体，是指气体绝缘开关腔体。本发明的SF6是指六氟化硫。BGO为锗酸铋Bi4Ge3012 ；SLD,为超辐射发光二极管，即SuperLuminescent Diode。本发明中的绝缘子I为盆式绝缘子；光纤9为单模光纤,包括第一光纤91、第二光纤92和第三光纤93。本发明实施例中的GIS腔体为单相式220kV结构，高压电极3到光学电压传感头7的距离约为100mm，如果GIS腔体为单相式IlOkV结构，高压电极3到光学电压传感头7的距离约为70mm左右。为了确保GIS腔体的抗压强度和绝缘性能，经试验，光纤气密引出装置8可以承受20个大气压，完全满足GIS腔体I内SF6气压的要求。探头8和探头支撑11的材料均为金属，如铝合金等。本发明中的光学电压传感头7处于电力系统的一次系统中，电力系统是指由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。由生产和分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器等一次设备组成的系统为一次系统。由继电保护和安全自动装置，调度自动化和通信等辅助系统是二次系统。电气单元12位于电力系统的_■次系统中。如图I所示，本发明中的光学电压传感头7通过探头8、探头支撑11直接放置于GIS腔体4内；高压电极3与光学电压传感头7之间无需任何骨架支撑；高压电极3与光学电压传感头7之间直接采用GIS腔体4中的SF6气体绝缘，无需进行额外的绝缘设计；高压电极3与光学电压传感头7之间的高度可以根据不同的电压等级进行调整；光纤气密引出装置10的光纤9引出方法采用光纤金属化封装技术；屏蔽筒5采用电阻率小于90、线胀系数小于24. 0X10-6/K的材料制备，如铝合金、铜等。如图2所示，本发明的光学电压传感头7包括第一光纤准直器171、起偏器18、1/4波片19、BG0晶体20、检偏器21、第二光纤准直器172和第三光纤准直器173。从光学闭环反馈控制单元15来的光信号通过第一光纤91经所述第一光纤准直器171后连接到所述起偏器18，经所述起偏器18后再依次经过所述1/4波片19、所述BGO晶体20连接到所述检偏器21，经所述检偏器21后分为两路，一路反射端经所述第二光纤准直器172通过第二光纤92输出至信号处理单元16，另一路透射端经所述第三光纤准直器173通过第三光纤93输出至信号处理单兀16。光学电压传感头7的工作原理从电气单元12中的光学闭环反馈控制单元15来的入射光通过第一光纤91，经起偏器18后变成线偏振光，再经1/4波片19产生两正交的线偏振光，由于BGO晶体20中Pockels效应的作用，两束线偏振光经BGO晶体20传输后，产 生一个与外加电场相关的相位差，利用检偏器21使两束线偏振光产生干涉,将相位检测变成光强检测，最后将BGO晶体20的两路出射光通过检偏器21由相位变化转化成光强度变化，分别经第二光纤准直器172、第三光纤准直器173输出至电气单元12中的信号处理单元16，此时可以利用Pockels电光效应检测所加高压电场的大小。BGO晶体20与电力系统中的地电极接触，且BGO晶体18与地电极的接触面镀有铬金膜，可以确保BGO晶体与地电极的良好接触，以及BGO晶体20上电场分布更加均匀。起偏器18和1/4波片19采用一体化加工工艺制成，极大地减小了 1/4波片的厚度，从而消弱了 1/4波片温度性能对系统的影响。如图3所示，本发明的光纤气密引出装置10的光纤9引出方法采用光纤金属化封装技术。光纤气密引出装置10包括金属化光纤29、金属管30、密封圈31、光纤引出法兰32和光纤穿通孔33，所述光纤引出法兰32上开有所述光纤穿通孔33，所述金属管30穿过所述光纤穿通孔33并且所述金属管30和所述光纤穿通孔33之间密封，所述金属化光纤29穿过所述金属管30并且所述金属化光纤29和所述金属管30之间密封，所述密封圈31镶嵌在所述光纤引出法兰32的密封面上并且围绕所述光纤穿通孔33设置。如图2所示，电气单元12包括光学闭环反馈控制单元15和信号处理单元16。光学闭环反馈控制单兀15使光源的中心波长稳定,经过第一光纤91输出至光学电压传感头7 ;信号处理单元16对光学电压传感头7输出的两路光信号进行处理，解调出被测电压。本发明在电气单元12中增加了光学闭环反馈控制单元15，可以使SLD光源22输出功率更稳定，有效地控制了 SLD光源22的中心波长的漂移现象、预防因SLD光源22老化导致输出功率下降的问题。如图2所示，光学闭环反馈控制单元15包括SLD光源22、Lyot消偏器23、耦合器24、第一探测器251和驱动电路27。SLD光源22产生的光经Lyot消偏器23变成低偏振光，经过耦合器24输出至光学电压传感头7 ;同时耦合器24的输出经过第一探测器251将光信号变成电信号后至驱动电路27，由驱动电路27判断是否满足输出光功率的要求，计算并调整驱动电路参数，反馈至SLD光源22，使SLD光源22输出稳定的光功率，从而使由耦合器24输出至光学电压传感头7的光源输出功率稳定。本发明在光学闭环反馈控制单兀15中增加了 Lyot消偏器，消除了光路偏振态受温度、光纤振动等因素引起的光功率波动，有利于光路系统的稳定可靠。
如图4所示，本发明中的驱动电路27的工作流程驱动电路通电后，SLD光源22发光，随环境温度变化及发光引起SLD光源22管芯温度升高，SLD光源22光功率的不稳定，引起中心波长的不稳定，最终影响光学电压互感器的测量精度，通过第一探测器251测量光功率是否满足要求，如不满足要求，则可以通过调节驱动电流来调节SLD光源22光功率到规定的范围内，从而提高光功率和中心波长的稳定可靠性。如图2所示，信号处理单元16包括第二探测器252、第三探测器253和信号解调电路28。第二光纤准直器172通过第二光纤92经所述第二探测器252连接到信号解调电路28，第三光纤准直器173通过第三光纤93经第三探测器253连接到信号解调电路28。第二探测器252、第三探测器253分别将光学电压传感头7的出射的两路光信号转变为电信号并汇总后传输给所述信号解调电路28，由信号解调电路28分别计算两个探测通道的滑动平均值，交流比直流量，进行加权平均计算，使得两路电压幅值达到平衡，最后将所得至的三相电压值依据通信协议进行组帧后通过串口发送。如图5所示，信号解调电路28的工作流程本发明中A、B、C三相数据同时进行同样计算，信号解调电路28上电后产生下降沿脉冲，信号解调电路上电后产生下降沿脉冲， 采集第二探测器252和第三探测器253输出的两路信号(包括直流量和交流量)，进行AD转换后求平均值保存到缓存，对其中的直流量，分别计算两个通道的整周波数据滑动平均值(即对探测的信号取整数个周波)，再将两个通道测量的直流量保存到缓冲，然后计算第二探测器252通道和第二探测器253探测的两个通道的交流比直流量(将第二探测器252和第三探测器253输出的两路信号分别减去直流量即为交流量，然后进行交流量比直流量计算)，进行加权平均计算，使得两路幅值达到平衡，最后再将A、B、C三相所得电压值依据通信协议进行组帧后通过串口发送。总之，本发明体积小、重量轻、成本低；屏蔽效果好；消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题；无需进行额外的绝缘设计，降低了因压力、湿度等因素带来的安全隐患，简化了系统的复杂度；可以根据不同的电压等级进行调整，设计灵活、简单，容易安装维护。本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.罐体式三相光学电压互感器，其特征在于包括绝缘子(1)、GIS腔体(4)、光学电压互感单元和电气单元(12);所述绝缘子(I)设置在所述GIS腔体(4)的一端；所述光学电压互感单元共三套，分别为A、B、C三相，设置在GIS腔体(4)内，每套光学电压互感单元包括扩距导体(2)、高压电极(3)、屏蔽筒(5)、光学电压传感头(7)、探头(8)、光纤(9)、光纤气密引出装置(10)和探头支撑(11)； 所述扩距导体(2) —端和所述绝缘子(I)固定连接，另一端固定连接所述高压电极(3);所述屏蔽筒(5)设置在所述GIS腔体(4)底部内、和所述绝缘子(I)相对的一端；所述高压电极(3)的自由端伸入所述屏蔽筒(5)内； 在所述GIS腔体(4)的底部开有用于固定光学电压传感头(7)、探头(8)和探头支撑(11)的安装孔，光学电压传感头(7)、探头(8)和探头支撑(11)通过安装孔装于GIS腔体(4)内，然后将光纤气密引出装置(10)和GIS腔体(4)底部密封对接，以使安装孔密封；探头(8)和光学电压传感头(7)设置在所述屏蔽筒(5)内，光纤气密引出装置(10)位于GIS腔体(3)外；探头支撑(11)底部与光纤气密引出装置(10)固定连接，探头支撑(11)上装有探头(8)，所述光学电压传感头(7)位于所述探头(8)上平面与所述高压电极(3)的另一端相对应的位置，所述高压电极(3)与所述光学电压传感头(7)保持有距离；与光学电压传感头(4)连接的光纤(9)通过光纤气密引出装置(10)引出至所述电气单元(12)。
2.根据权利要求I所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于还包括充气和出气阀门(6)，所述充气和出气阀门(6)与所述GIS腔体(4)连通。
3.根据权利要求I或2所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于还包括防爆膜(14)，所述防爆膜(14)与所述GIS腔体(4)连通。
4.根据权利要求1-3任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于还包括光纤保护盒(13)，光纤气密引出装置(10)引出到所述光纤保护盒(11)，再引至所述电气单元(12) ο
5.根据权利要求1-3任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述绝缘子(I)固定在GIS腔体(4)的顶部，探头(8)安装在探头支撑(11)的顶部，光学电压传感头(7)置于探头(8)顶部表面的中心。
6.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述绝缘子(I)、所述扩距导体(2)、所述高压电极(3)为等电位，所述屏蔽筒(5)、所述GIS腔体(4)为等电位与地电极连通。
7.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述扩距导体(2)能够调整，所述高压电极(3)固定在所述扩距导体(2)上，调整所述扩距导体(2)就能够调节所述高压电极(3)位于所述屏蔽筒(4)圆柱面的中心位置或者偏离所述中心位置。
8.根据权利要求7所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述高电极(3)位于所述屏蔽筒(4)圆柱面的中心位置。
9.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述高压电极(3)与所述光学电压传感头(7)之间的距离能够根据不同的电压等级进行调整。
10.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述光学电压传感头(7)包括第一光纤准直器(171)、起偏器(18)、1/4波片(19)、BGO晶体(20)、检偏器(21)、第二光纤准直器(172)和第三光纤准直器(173);从电气单元(12)来的光信号通过光纤经所述第一光纤准直器(171)后连接到所述起偏器(18)，经所述起偏器(18)后再依次经过所述1/4波片(19)、所述BGO晶体(20)连接到所述检偏器(21)，经所述检偏器(21)后分为两路，一路反射端经所述第二光纤准直器(172)后通过光纤输出至电气单元(12)，另一路透射端经所述第三光纤准直器(173)后通过光纤输出至电气单元(12)。
11.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述电气单元(12)包括光学闭环反馈控制单元(15)和信号处理单元(16);光学闭环反馈控制单兀(15)使光源的中心波长稳定,经过光纤(9)输出至光学电压传感头⑷；信号处理单元(16)对光学电压传感头(7)输出的光信号进行处理，解调出被测电压。
12.根据权利要求11所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述光学闭环反馈控制单元(15)包括SLD光源(22)、Lyot消偏器(23)、耦合器(24)、第一探测器(251)和驱动电路(27) ;SLD光源(22)产生的光经Lyot消偏器(23)变成低偏振光，经过耦合器(24)输出至光学电压传感头(7);同时I禹合器(24)的输出经过第一探测器(251)将光信号变成电信号后至驱动电路(27)，由驱动电路(27)判断是否满足输出光功率的要求，计算并调整驱动电路参数，反馈至SLD光源(22)，使SLD光源(22)输出稳定的光功率，从而使由耦合器(24)输出至光学电压传感头(7)的光源输出功率稳定。
13.根据权利要求11所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述信号处理单元(16)包括第二探测器(252)、第三探测器(253)和信号解调电路(26);第二探测器(252)、第三探测器(253)分别将光学电压传感头(7)出射的两路光信号转变为电信号传输给所述信号解调电路(28)，由信号解调电路分别计算第二探测器(252)、第三探测器(253)两个探测通道的滑动平均值，计算交流比直流量，然后对两路探测信号进行加权平均计算，使得两路电压幅值达到平衡，最后将所得的三相电压值依据通信协议进行组帧后通过串口发送。
14.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述光纤气密引出装置(10)的光纤引出方法采用光纤金属化封装技术；所述光纤气密引出装置(10)包括金属化光纤(29)、金属管(30)、密封圈(31)、光纤引出法兰(32)和光纤穿通孔(33)，所述光纤引出法兰(32)上开有所述光纤穿通孔(33)，所述金属管(30)穿过所述光纤穿通孔(33)并且所述金属管(30)和所述光纤穿通孔(33)之间密封，所述金属化光纤(29)穿过所述金属管(30)并且所述金属化光纤(29)和所述金属管(30)之间密封，所述密封圈(31)镶嵌在所述光纤引出法兰(32)的密封面上并且围绕所述光纤穿通孔(33)设置。
15.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述屏蔽筒(5)采用电阻率小于90、线胀系数小于24.0X10_6/K的材料。
16.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述GIS腔体(4)内填充有SF6绝缘气体。
17.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述光学电压传感头(7)和所述探头(8)表面之间的连接方式为粘结。
18.根据权利要求10所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述BGO晶体(20)与所述电力系统中的地电极接触，且BGO晶体(18)与地电极的接触面镀有铬金膜。
19.根据权利要求10所述的罐体式三相光学电压互感器，其特征在于所述起偏器(18)和所述1/4波片(19)采用一体化加工工艺制成。
20.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式单相光学电压互感器，其特征在于所述绝缘子(I)为盆式绝缘子。
21.根据权利要求1-4任意之一所述的罐体式单相光学电压互感器，其特征在于所述光学电压传感头(7)位于电力系统的一次系统中，电气单元(12)处于电力系统的二次系统中。
全文摘要
罐体式三相光学电压互感器，包括绝缘子、GIS腔体、和光学电压互感单元，所述绝缘子设置在所述GIS腔体的一端，所述光学电压互感单元包括扩距导体、高压电极、屏蔽筒、光学电压传感头、探头、光纤、光纤气密引出装置、探头支撑和电气单元。本发明体积小、重量轻、成本低；屏蔽效果好；消除了附属支撑物引起的局放现象及耐电压问题；无需进行额外的绝缘设计，降低了因压力、湿度等因素带来的安全隐患，简化了系统的复杂度；可以根据不同的电压等级进行调整，设计灵活、简单，容易安装维护。
文档编号G01R19/00GK102914678SQ20111028859
公开日2013年2月6日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者王巍, 张志鑫, 李淮海, 张峰, 王学锋, 夏君磊 申请人:北京航天时代光电科技有限公司