CN105247750B - 闭合件 - Google Patents

闭合件 Download PDF

Info

Publication number
CN105247750B
CN105247750B CN201480029747.8A CN201480029747A CN105247750B CN 105247750 B CN105247750 B CN 105247750B CN 201480029747 A CN201480029747 A CN 201480029747A CN 105247750 B CN105247750 B CN 105247750B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductor
electrode
shell
closure member
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201480029747.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105247750A (zh
Inventor
弗里德里希·A·布泽曼
格哈德·洛迈尔
马克·格雷弗曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN105247750A publication Critical patent/CN105247750A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105247750B publication Critical patent/CN105247750B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/08Cable junctions
    • H02G15/10Cable junctions protected by boxes, e.g. by distribution, connection or junction boxes
    • H02G15/113Boxes split longitudinally in main cable direction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Cable Accessories (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明公开了用于接收导体组件(71)的一部分的闭合件(1),该闭合件包括能够围绕导体组件(71)闭合的外壳(25)以及电极组件(200),该电极组件包括可移动部分和感测电极(140),所述可移动部分包括用于机械接触导体组件(71)的接触表面(150),所述感测电极能够操作为感测电容器的用于感测导体(80)的电压的第一电容器电极。闭合件还包括推压装置(160),该推压装置用于在外壳(25)围绕导体组件(71)闭合时朝导体组件(71)推压电极组件(200)的可移动部分,以在接触表面(150)和导体组件(71)之间建立机械表面接触。

Description

闭合件
本发明涉及闭合件,该闭合件可围绕电力传输导体组件布置,例如围绕中压或高压电力网络的电力电缆布置。
电力网络的操作者利用用于测量其网络的导体组件(例如,电力电缆或汇流条)上的电压的传感器来监测其网络的状态。此类导体组件通常具有电力传输内导体。在一些导体组件例如电缆中,内导体被绝缘层围绕。绝缘层可被屏蔽层和外部电缆护套围绕。在其他组件中,至少在导体组件的一定长度上,不存在绝缘层并且导体为暴露的。
为了应用电压传感器,导体组件的外层可需要在该组件的纵向(即,轴向)区段上被移除(剥离)。为了保护剥离区段,可将闭合件施用到剥离区段上。
为了测量内导体的电压,一些传感器使用电容感测原理,其中导体形成感测电容器的第一电容器电极,传感器的导电元件形成第二电容器电极,并且布置在第一电极和第二电极之间的绝缘层形成感测电容器的电介质。因此形成的感测电容器与另一个电容器串联电连接,使得两个电容器形成电容分压器,该电容分压器提供指示导体电压的电压信号。传感器的元件可被布置在保护性闭合件中。
电压传感器的特定类型在德国专利申请DE 3702735 A1中有所描述,其中感测电容器由中压或高压电缆的导体的绝缘件的一部分组成。
用于高架电线的电容式电压传感器示于美国专利4,963,819中。描述于该公开中的设备具有内部电极和安装在内部电极上以提供电容器的电介质的固体电绝缘材料;与内部电极基本上同轴并且安装在绝缘材料的外表面的一部分上的外部圆柱形电极。电容器可包封在接地外壳中。
用于现有导体组件的传感器应适配成使得内导体和第二电容器电极之间的绝缘层不包括空隙或间隙,例如,气泡或气阱。此类空隙可导致局部放电并且最终导致传感器和导体组件的失效。美国专利4,963,819提出电容器的高压导体和绝缘材料之间的可适形导电材料层以最小化空隙的发生率。
希望进一步地降低空隙风险,以便增加传感器的可靠性并且降低包括此类传感器的导体组件的失效风险。还希望提供以下传感器,该传感器可用于具有不同外部尺寸或横截面的导体组件上。
本公开试图解决此类问题。其提供了用于接收导体组件的一部分的闭合件,所述导体组件包括限定轴向方向和径向方向的导体,所述闭合件包括可围绕导体组件闭合的外壳、以及第一电极组件,其中所述第一电极组件包括
a)能够相对于外壳移动的可移动部分,所述可移动部分包括用于机械接触所述导体组件的接触表面,以及
b)可操作为感测电容器的第一电容器电极的第一导电感测电极,所述感测电容器包括作为第二电容器电极的导体或导体延伸部以及在外壳围绕导体组件闭合时布置在导体和第一感测电极之间作为电介质的电绝缘层,其特征在于所述闭合件还包括布置在外壳和第一电极组件之间的推压装置,所述推压装置适于在外壳围绕导体组件闭合时相对于外壳朝导体组件推压第一电极组件的可移动部分,以用于在接触表面和导体组件的外表面之间建立机械表面接触。
根据本公开的闭合件通过提供推压装置来降低在导体组件和第一电极组件之间具有空隙或气阱的风险,所述推压装置可相对于外壳移动第一电极组件并且朝导体组件推压第一电极组件。这保持电极组件与导体组件的紧密机械接触,与导体组件、电极组件、外壳的尺寸的机械公差无关,并且与因热膨胀产生的机械变化或闭合件的外壳的较小变形无关。朝导体组件推压第一电极组件的推压装置还允许同一闭合件接收具有不同外部尺寸或横截面的导体组件,并且还降低空隙或气阱的风险。
闭合件适于接收导体组件的轴向区段,即,纵向部分。闭合件可因此包括用于接收导体组件的一部分的插孔或镗孔。根据本公开的闭合件可适于围绕导体组件的一部分布置,该闭合件位于导体组件的末端部分处(例如,电缆端部处)、或者位于导体组件的中间部分处(例如,在电缆的远离电缆的末端部分的部分中)。在后一情况下,有利的是外壳包括两个或更多个壳体,所述两个或更多个壳体可围绕导体组件彼此接合以闭合闭合件。
一般来讲,导体组件的导体限定轴向方向和与其垂直的径向方向。在导体的每个点处,轴向方向为导体纵向延伸的方向,即,沿导体的纵向方向或中心轴线的方向。在导体的每个点处,径向方向为该点处垂直于轴向方向的方向,例如,从导体的中心线径向向外的方向。
导体组件可为类似于例如国家电网的电力网络的导体组件。导体组件可为中压或高压导体组件。
导体可为导体组件的电力传输导体。导体可为纵向导体,即,纵向延伸的导体。轴向方向则可由导体纵向延伸的方向限定,而径向方向与其垂直。
包括纵向电力传输导体的电力网络的中压或高压导体组件的实例为中压或高压电力电缆。
一般来讲,导体组件可为电缆。其可为电力网络的中压或高压电力电缆,即,其可适于将电能从电力发电机传送到例如家庭或企业。中压或高压电力电缆适于在大于10米的距离并且以大于50安培的电流水平传送电能。电缆具有用于传送电能的纵向电力传输导体。其可具有围绕导体同心地布置的绝缘层。其还可具有布置在此类绝缘层上的导电层或半导电层。其可具有屏蔽层和/或绝缘电缆护套。电缆护套可形成电缆的外表面,即,径向外表面。可对电缆进行准备,例如,剥离,使得在电缆的第一轴向区段中,电缆的外表面为绝缘层的外表面。可对电缆进行准备,例如,剥离,以使得在电缆的第二轴向区段中,电缆的外表面为导电层或半导电层的外表面。
另选地,导体组件可为汇流条。其可为电力网络的中压或高压汇流条。汇流条可适于在电力网络的设备内以大于50安培的电流水平传送电能。汇流条具有用于传送电能的纵向电力传输导体。导体可为固体。汇流条和/或导体的轴向区段可具有矩形或圆形横截面。汇流条和/或导体的轴向区段可为暴露的,即,其可不具有绝缘层和护套。在这种情况下,在该轴向区段中,汇流条的外表面可为导体的外表面。
根据本发明的闭合件的外壳可被闭合,即,其为可闭合的。其可为围绕导体组件可闭合的。当外壳围绕导体组件闭合时,导体组件的轴向区段由此在所有侧均受到闭合件或闭合件的外壳的保护,除了在导体组件进入和离开外壳的情况下。外壳可为可手动闭合的。
根据本发明的闭合件的外壳可适于重新闭合。换句话讲,外壳可适于在围绕导体组件闭合之后打开并且此后围绕导体组件再次闭合。安装之后可再次打开和闭合的外壳可允许检查闭合件和导体组件的内部,而不必在检查之后更换闭合件。
闭合件的外壳可包括两个、三个、四个或更多个壳体,所述壳体可彼此接合以用于围绕导体组件闭合外壳。换句话讲,壳体可将导体组件的轴向区段接收在它们之间,使得导体组件的轴向区段在外壳闭合时在所有侧均受到壳体的保护。为了闭合外壳,壳体或一些壳体可彼此接合。在某些实施例中,闭合件的外壳包括两个壳体,所述两个壳体可彼此接合以形成外壳。这两个壳体则可称为半壳。外壳可包括两个半壳,所述两个半壳可彼此接合以用于围绕导体组件来闭合外壳。一般来讲,包括壳体的外壳是有利的,因为其可允许在外壳通过使壳体彼此接合而闭合之前特别容易地进入外壳内部。一般来讲,包括两个或更多个可接合壳体的闭合件外壳可用于导体组件的未切割区段上,因为外壳可通过使壳体彼此接合而围绕导体组件闭合。相比之下,不具有壳体的一体式外壳仅可用于闭合到切割电缆的端部,即,闭合到电缆端部,因为其需要被推压到电缆端部上。
壳体可具有铰链部分。当外壳打开时,壳体可彼此分开,或者它们可在其各自的铰链部分处例如通过铰链(例如,通过活动铰链)彼此连接。壳体可具有锁定部分。锁定装置(诸如,闩锁、扣件、夹具、锁杆、螺栓)可布置在锁定部分处。为了闭合外壳,壳体可通过使一个壳体的锁定装置与另一壳体的对应锁定装置接合来在其锁定部分处彼此接合。
根据本发明的闭合件的外壳可由聚合物材料制成。聚合物材料可包括例如聚碳酸酯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)、或聚丙烯。闭合件的外壳可为导电的或电绝缘的。非导电、绝缘外壳可有利地用于汇流条上,因为其有助于避免汇流条和外壳之间的放电。导电外壳可有利地用于电磁屏蔽。另外,导电外壳可为电接地的,使得其可安全地接触。
一般来讲,根据本发明的闭合件可包括导电屏蔽元件,例如,导电屏蔽层,所述导电屏蔽元件适于在外壳围绕导体组件闭合时包封导体的至少一部分和第一感测电极,以用于在第一感测电极与闭合件或屏蔽元件的外部之间提供电磁屏蔽。当闭合件打开时,屏蔽元件可不包封导体的至少一部分和第一感测电极。屏蔽元件可为电接地的。一般来讲,屏蔽元件可保护第一感测电极并且潜在性地保护第二感测电极免受由屏蔽元件形成的包封件的外部或闭合件的外部的电磁场的一些影响。这可通过第一感测电极来增加电压感测的精确性。
根据本公开的闭合件的外壳可成形例如以形成一个、两个或更多个裙边,以用于在外壳围绕导体组件闭合时减少外壳的外表面上的漏电电流。漏电电流可例如基于接地电势在导体和闭合件的元件之间流动。裙边可由外壳的外表面形成,或者可单独形成并且装配在外壳上。一个或多个裙边可减少杂散电流并且因此使得闭合件更适用于高压应用。裙边可使得闭合件适于邻近导体组件的端部(例如,邻近绝缘电缆的端部)来使用、和/或与电缆端子或电缆插头结合使用。根据本公开的闭合件可为电缆端子。此类闭合件可具有裙边、多个裙边或根本不具有裙边。
一般来讲,当外壳闭合时,根据本发明的闭合件的第一电极组件可布置在外壳的内部。另选地,当外壳闭合时,其可布置在外壳的外部。布置在外壳内部具有以下优点:外壳可保护第一电极组件免受环境影响。
根据本发明的闭合件的第一电极组件包括能够相对于外壳移动的可移动部分。第一电极组件的可移动部分的至少一部分可围绕导体组件适形。在本公开的上下文中,可适形部分是指以下部分,所述部分在利用较小力朝导体组件推压时在其表面的第一区域处与硬导体组件机械接触,并且在利用较大力朝导体组件推压时在其表面的第二区域处与硬导体组件机械接触,第二区域包括第一区域并且显著大于第一区域。较大力可为由推压装置对第一电极组件施加的力。一般来讲,第一电极组件的可移动部分的至少一部分(该部分包括接触表面)可围绕导体组件适形。可适形的可移动部分可在可移动部分的接触表面和导体组件之间提供较好(即,较紧密)的表面接触。
在某些实施例中,第一电极组件可由第一感测电极组成。这意味着第一感测电极为第一电极组件的唯一部件。该闭合件的此类实施例尤其可用于接收绝缘导体组件(例如,绝缘电缆)的一部分。第一电极组件的可移动部分则可为第一感测电极的可移动部分。可移动部分的接触表面则可为第一感测电极的暴露表面。可适形部件可为第一感测电极的一部分或整个第一感测电极。第一感测电极可例如包括可因薄型而适形的金属化箔或金属箔。当通过推压装置抵靠导体组件的外表面进行推压时,箔可以较大区域接触导体组件,使得在第一电极组件和导体组件之间建立机械表面接触。第一感测电极的可移动部分的可适形部分的另一个实例为导电乳香块或导电硅氧烷层。此类材料可在通常使用闭合件的温度(例如,室外温度)下为柔软的和可适形的,使得当推压装置朝导体组件推压第一电极组件时,它们可围绕导体组件适形,从而例如在第一感测电极和导体组件之间提供良好的表面接触。一般来讲,第一电极组件的可适形部分可在第一电极组件和导体组件之间提供较好的(即,较紧密的)和/或较大的表面接触。较好的表面接触进一步降低在第一电极组件和导体组件之间形成气阱的风险,从而进一步降低局部放电和损坏的风险。
另外,就包括裸露的、暴露的导体的导体组件以及包括可操作为电介质的闭合件而言,可为有利的是使第一电极组件的可移动部分的一部分可围绕导体适形,因为这样可提供较好的表面接触并且由此降低气阱和局部放电的风险。根据本公开的某些闭合件可因此具有包括绝缘层的第一电极组件,所述绝缘层包括接触表面。在此类闭合件中,绝缘层可具有可围绕导体组件适形的部分。具体地讲,该可适形部分可为包括第一电极组件的接触表面的部分。绝缘层的此类可适形部分可包括例如电绝缘乳香、电绝缘泡沫、或电绝缘硅氧烷。
根据本公开的闭合件包括布置在外壳和第一电极组件之间的推压装置。当外壳围绕导体组件闭合时,推压装置可布置在外壳内部。推压装置可适于在外壳闭合时朝导体组件推压第一电极组件的可移动部分或整个第一电极组件,使得可在第一电极组件和导体组件之间建立机械表面接触。
推压装置可从闭合件的外部例如通过旋转螺纹元件来致动。推压装置可在闭合件的外壳闭合之后致动,使得在致动推压装置之前,第一电极组件的可移动部分未朝导体组件推压,并且使得在致动推压装置之后,第一电极组件的可移动部分相对于外壳朝导体组件推压以建立机械表面接触。另选地,或除此之外,推压装置可为弹性的或包括弹性材料、泡沫、凝胶、弹性机械元件或弹簧。弹性推压装置或包括弹性元件的推压装置为有利的,因为其可通过围绕导体组件闭合外壳来致动。在具有此类推压装置的闭合件中,可通过闭合外壳来压缩推压装置。由于弹性,推压装置趋于恢复其未压缩形状,并且由此可朝导体组件推压第一电极组件的可移动部分。
在某些实施例中,推压装置为泡沫或泡沫材料片。此类泡沫可包括例如聚氨酯或聚乙烯。泡沫可提供克服环境影响的弹性和阻力,同时具有低密度并且因此为轻质的。另外,泡沫可为高性价比推压装置。泡沫可延伸诸如以填充第一电极组件的后表面(即,背向接触表面的表面)和外壳之间的空间。泡沫可为单个均一泡沫块,或者其可包括多个层或部分。多个层或部分可具有不同的机械性能和/或电性能。泡沫为非导电的,以便不干扰第一感测电极和导体的电压的电容感测。一般来讲,并且出于相同的原因,推压装置可为非导电的或电绝缘的。
推压装置可附接到第一电极组件,或者其可与第一电极组件分开。如果第一电极组件包括可操作为感测电容器的电介质的绝缘层,则推压装置可附接到第一感测电极,或者其可与第一感测电极分开。
一般来讲,第一感测电极可为薄型并且可具有两个相背对的主表面。薄型感测电极主要沿两个维度延伸,其沿第三维度的延伸显著小于其沿所述两个维度的延伸,并且主表面沿两个方向延伸。薄型感测电极可包括在一个方向上、在两个方向上弯曲的形状,或可包括不规则弯曲的形状。推压装置可布置在第一感测电极的主表面上或附近,所述主表面背向接触表面。如果第一电极组件包括可操作为感测电容器的电介质的绝缘层,则绝缘层可布置在第一感测电极的面向接触表面的主表面上,并且推压装置可布置在相背对的主表面上。绝缘层和推压装置可一体式整体形成,它们可为例如粘性地附接到彼此的独立部件,或者它们可为未附接到彼此的独立部件。这些选择中的每一个可根据情况而有利于闭合件的高性价比制造和/或组装。
一般来讲,第一感测电极可操作为感测电容器的第一电容器电极。感测电容器可适用于感测导体例如相对于地或相对于另一电势的电压。感测电容器可包括作为第二电容器电极的导体或导体延伸部。其可包括布置在导体和第一感测电极之间或大体布置在第一电容器电极和第二电容器电极之间作为电介质的电绝缘层。
感测电容器可为用于感测导体的电压的电容分压传感器中的第一分压电容器。电容分压传感器可包括第二分压电容器。第二分压电容器可在一侧上与第一分压电容器串联电连接,并且在另一侧上与电接地串联电连接。第一分压电容器和第二分压电容器之间采集的电压可指示导体相对于地的电压。
根据本公开的闭合件的某些实施例可尤其适于与绝缘导体组件(即,其中电绝缘层围绕导体进行布置的导体组件)一起使用。电绝缘层可为固体层。电绝缘层可围绕导体同心地布置。其可直接布置在导体上或导体的外表面上。
此类绝缘导体组件的实例为绝缘高压或中压电力电缆。在这种情况下,用于感测导体电压的感测电容器可包括作为其第一电容器电极的第一感测电极、作为第二电容器电极的电缆导体、和作为电介质的电缆的电绝缘层。电绝缘层可布置在导体和第一感测电极之间。当外壳围绕导体组件闭合时,电绝缘层可布置在导体和第一感测电极之间。在这些特定实施例的一些中,第一感测电极可包括第一电极组件的可移动部分和第一电极组件的接触表面。第一电极组件可由第一感测电极组成。第一感测电极可因此为第一电极组件。第一感测电极的一部分可为第一电极组件的可移动部分。第一感测电极的表面(例如,暴露表面)可为第一电极组件的接触表面。当外壳围绕导体组件闭合时,第一感测电极可机械接触导体组件的绝缘层。
如上所述,第一感测电极可包括第一电极组件的可移动部分和接触表面,使得第一感测电极可操作为用于感测导体的电压的感测电容器的第一电容器电极,所述感测电容器包括作为第二电容器电极的导体或导体延伸部以及布置在导体和第一感测电极之间作为电介质的导体组件的电绝缘层。此类闭合件为尤其有利的,因为其需要导体组件上(例如,绝缘电缆上)的最少量剥离工作。电缆需要仅被剥离,直至暴露绝缘层。这样可降低损坏电缆的元件的风险,并且可最小化制备电缆中的人工工作量。此类闭合件还可较易于对电压感测进行校准,因为电缆绝缘物的电特性和机械特性可为尤其熟知的。感测电容器可包括作为第二电容器电极的导体延伸部。导体延伸部可为与导体机械接触和电接触的元件。感测电容器可包括在外壳闭合时布置在导体延伸部和第一感测电极之间作为电介质的导体组件的电绝缘层。
在某些实施例中,导体组件可包括围绕导体布置的电绝缘层,如上所述,该电绝缘层可操作为感测电容器的电介质。在这些实施例的一些中,导体组件还可包括布置在绝缘层上的导电层或半导电层。导电层或半导电层可为固体层。导电层或半导电层可围绕绝缘层同心地布置。其可直接布置在绝缘层上或者绝缘层的外表面上。此类绝缘导体组件的实例为绝缘高压或中压电力电缆,所述绝缘高压或中压电力电缆在其绝缘层的外部上具有导电层或半导电层。
可对此类导体组件进行准备,例如,剥离,使得其包括第一轴向区段,在该第一轴向区段中,导体组件的外表面为绝缘层的外表面。其可被进一步地准备,使得其包括第二轴向区段,在该第二轴向区段中,导体组件的外表面为导电层或半导电层的外表面。
根据本公开的某些闭合件可尤其适于与此类导体组件一起使用。在某些实施例中,根据本公开的闭合件可包括第一导电辅助电极,该第一导电辅助电极与第一感测电极电绝缘并且与第一感测电极轴向间隔开地布置在外壳内部,使得在外壳围绕导体组件闭合以使第一电极组件的接触表面机械接触第一轴向区段时第一辅助电极可机械接触以及电接触第二轴向区段。在这些实施例中,第一感测电极可因此与导体组件的绝缘层机械接触,并且第一辅助电极可与导体组件的导电层或半导电层机械接触和电接触,当外壳围绕导体组件闭合时使得第一电极组件的接触表面机械接触第一轴向区段。辅助电极可因此形成导体组件的导电层或半导电层的延续部分。第一辅助电极可使第二轴向区段中的第一辅助电极和导体之间的电场保持更加均匀。这降低了导体与导体组件或闭合件的其他元件之间的局部放电的风险。第一辅助电极可保持与导体组件的导电层或半导电层具有相同的电势,例如,电接地。第一辅助电极可被布置在第一感测电极的一侧上。其可与第一感测电极轴向地分开第一间隙。
为了进一步降低导体与导体组件或闭合件的其他元件之间的局部放电的风险,可准备(例如剥离)导体组件,使得其包括第三轴向区段,在该第三轴向区段中,导体组件的外表面为导电层或半导电层的外表面。第二轴向区段和第三轴向区段可布置在第一轴向区段的相对轴向侧上。根据本公开的可与该导体组件一起使用的闭合件还可包括第二导电辅助电极,该第二导电辅助电极与第一感测电极电绝缘并且与第一感测电极轴向间隔开地布置在外壳内部,使得在外壳围绕导体组件闭合使得第一电极组件的接触表面机械接触第一轴向区段时第二辅助电极可机械接触和电接触第三轴向区段。在这些实施例中,当外壳围绕导体组件闭合使得第一电极组件的接触表面机械接触第一轴向区段时,第一感测电极可因此与导体组件的绝缘层机械接触,第一辅助电极可在第二轴向区段中与导体组件的导电层或半导电层机械接触和电接触,并且第二辅助电极可在第三轴向区段中与导体组件的导电层或半导电层机械接触和电接触。此外,在导体组件的第三轴向区段中,第二辅助电极具有与第一辅助电极相同的优点。第二辅助电极可保持与导体组件的导电层或半导电层具有相同的电势,例如,电接地。第二辅助电极可布置在第一感测电极的轴向侧上,该轴向侧与布置第一辅助电极的一侧相对。其可与第一感测电极分开第二间隙。
第一辅助电极和第二辅助电极可彼此电连接。它们可通过外壳的导电部分、和/或通过导线、和/或通过电路板上的触点或元件进行连接。
第一感测电极可为薄型的。当外壳未围绕导体组件闭合时,其可为基本上平坦的并且位于第一平面中。第一辅助电极和/或第二辅助电极可为薄型的。当外壳未围绕导体组件闭合时,它们可为基本上平坦的并且可位于第二平面中。第一平面和第二平面可彼此平行或者它们可为相同的。
某些导体组件可具有裸露的、暴露的导体。此类导体组件的实例为汇流条。至少在轴向区段中,此类导体组件不包括围绕导体的绝缘层,所述绝缘层将充当感测电容器的电介质,其中导体可操作为第一电容器电极。在此类导体组件中,或者在此类导体组件的一部分中,导体组件的外表面为导体的外表面。为了导体电压的电容式电压感测,根据本公开的某些闭合件可提供可操作为电介质的绝缘层。此类闭合件的第一电极组件可因此还包括布置在第一感测电极和接触表面之间的电绝缘层,使得当外壳围绕导体组件闭合时,绝缘层可操作为感测电容器的电介质,其中绝缘层包括接触表面。此类闭合件允许裸露导体或暴露导体上的电压感测。另外,绝缘层包括在闭合件中,使得绝缘层的机械性能和电性能可进行调节例如以与闭合件的其他元件兼容。具有内置绝缘层的闭合件可较易于安装,因为在将闭合件安装到导体组件上期间不需要操作和定位独立的绝缘元件。
包括在第一电极组件中的绝缘层可为固体的或液体的。其可包括凝胶。其可例如为或包括聚合物材料。其可例如为聚合物泡沫或者包括聚合物泡沫。此类聚合物泡沫可包括硅氧烷、EPDM(乙烯丙烯二烯烃单体)或EPR(乙丙橡胶)。绝缘层可为弹性的或包括弹性部分。另选地,绝缘层可为刚性的或者可包括刚性部分。当外壳围绕导体组件闭合时,刚性绝缘层或绝缘层的刚性部分可适于保持第一感测电极和导体之间的固定距离。固定距离可提供其中绝缘层形成电介质的感测电容器的较恒定电容,并且因此可提供较高的感测精确性。
绝缘层可例如粘性地附接到第一感测电极,或者其可与第一感测电极分开。绝缘层可例如粘性地附接到推压装置。其可与推压装置一体式整体形成,或者其可与推压装置分开。绝缘层、第一感测电极和推压装置可彼此附接,诸如以形成单个元件,该单个元件可整体从外壳移除。单个元件可有利于闭合件的组装。绝缘层的暴露表面可为第一电极组件的接触表面,以用于机械接触导体组件。换句话讲,绝缘层可包括接触表面。绝缘层可包括具有不同机械特性或电特性的多个部分(例如,多个层),使得绝缘层可进行调节以与不同种类的导体组件和/或不同种类的感测电极一起使用。绝缘层的接触表面可适于接触导体组件的特定种类的外表面。其可例如为粗糙的或抛光的。
一般来讲,根据本公开的闭合件还可包括:
a)第二电极组件,该第二电极组件布置在外壳内部,并且包括第二导电感测电极,和
b)导电元件,该导电元件用于使第二感测电极和第一感测电极彼此电连接。
第二电极组件可被布置成使得当外壳围绕导体组件闭合时,导体组件被夹在第一电极组件和第二电极组件之间。换句话讲,第一电极组件和第二电极组件可布置在闭合件中,使得当外壳围绕导体组件闭合时,它们位于导体组件的相对侧上。第一感测电极和第二感测电极可各自包括位于相应的第一几何平面和第二几何平面中的平坦部分。当外壳围绕导体组件闭合时,平坦部分可被布置成使得第一平面和第二平面彼此平行。平坦部分可被布置成使得当外壳围绕导体组件闭合时,平坦部分彼此直接机械接触和电接触。包括第一电极组件和第二电极组件的闭合件还可包括用于使第二感测电极和第一感测电极彼此电连接的导电元件。导电元件可为导线或导电硅氧烷块。其在外壳闭合时可布置在闭合件的内部或外部。如果布置在外部,则其可布置在外壳的外表面上。
包括第二感测电极的第二电极组件可用作感测电容器的附加的或另选的第一电容器电极,所述感测电容器包括作为第二电容器电极的导体和作为电介质的绝缘层。另一绝缘层可布置在导体和第二感测电极之间。另一绝缘层可包括在闭合件或导体组件中。在第一感测电极失效的情况下,第二感测电极还可用作备用第一电容器电极,从而增加闭合件的可靠性。如果第一感测电极和第二感测电极彼此电连接,则它们可结合使用,它们的组合形成感测电容器的第一电容器电极。这可导致较高的输出信号和/或较高的信噪比,并且由此增大感测导体电压的精确性。在其中当外壳围绕导体组件闭合时第一感测电极和第二感测电极未彼此机械接触的闭合件中,导电元件可为用于使第一感测电极和第二感测电极彼此电连接的高性价比装置。如果第一感测电极和第二感测电极未彼此电连接,则第二感测电极可用于能量获取,即,用于从导体组件拾取少量的电能。该电能可例如用于给电气部件或电子部件供电,该电气部件和电子部件可发射表示导体的电压的信号。
根据本公开的闭合件可包括具有电传感器触点的电路板,所述传感器触点与第一感测电极电连接。传感器触点可例如为电路板上的焊料点或焊料触点。此类电路板可为高性价比和通用的装置,以使第一感测电极与其他电子部件电连接,例如,与第二感测电极或电容器电连接,所述电容器可操作为电容分压器中的第二分压电容器,所述电容分压器包括作为第一分压电容器的由第一感测电极和导体形成的感测电容器。电容分压器能够操作以感测导体的电压。电路板可适于支撑电气部件或电子部件,并且/或者可适于在传感器触点与一个或多个电气部件或电子部件之间建立电接触。电路板可为刚性的或柔性的。
电路板也可支撑电气部件或电子部件(即,为其提供平台),所述电气部件或电子部件可操作以感测导体的电压、处理电信号、或传输包含与感测的电压相关的信息的信号。当外壳闭合时,电路板可布置在闭合件内部。这种布置方式保持短的电路径并且可增加感测精确性。其还对电路板提供机械保护和/或环境保护。另选地,电路板可布置在外壳的外部。这种布置方式允许易于触及电路板而与外壳闭合或打开无关,由此有利于其他电气部件或电子部件通过电路板连接到电路板和/或第一感测电极。电路板可布置在外壳的外部和外壳的外表面上。后一种布置方式可有助于在闭合件闭合时保持第一感测电极和电路板之间的短的电路径,并且由此增加感测精确性,同时使得易于触及电路板。
本发明还提供了用于电力网络的导体组件、电力电缆或汇流条,所述导体组件、电力电缆或汇流条包括电力传输导体、和上述闭合件中的任何一个。本公开还提供了包括此类导体组件、此类电力电缆或此类汇流条的高压或中压电力网络。
现在将参考以下举例说明本发明的特定实施例的附图来更详细地描述本发明。本发明的各种实施例在附图中有所描述并示出,其中类似的元件具有相同的参考标号。附图中的元件可未按比例绘制,并且为了更清晰可放大一些尺寸。
图1绝缘电力电缆上的根据本公开的第一闭合件;
图2a,b打开和闭合的图1的闭合件和电缆的示意性横截面;
图3图1、2a和2b的闭合件以及绝缘电力电缆的透视图;
图4汇流条上的根据本公开的第二闭合件;
图5a,b打开和闭合的图4的闭合件和电缆的示意性横截面;
图6a,b打开和闭合的根据本公开的第三闭合件的示意性横截面;
图7a,b打开和闭合的根据本公开的第四闭合件的示意性横截面;并且
图8a,b打开和闭合的根据本公开的第五闭合件的示意性横截面。
图1为根据本公开的第一闭合件1的示意图。闭合件1通常具有纵向箱体形状并且具有基本上矩形横截面。其包括可彼此接合以形成外壳25的第一半壳10和第二半壳20。半壳10,20通过位于闭合件1的长侧面40处的铰链部分30彼此机械地连接。半壳10,20可围绕铰链部分30在其中闭合件1的外壳25为打开的(“打开位置”)的位置和其中外壳25为闭合的(“闭合位置”)的另一个位置之间枢转。外壳25在图1中被示为处于闭合位置。在闭合位置中,半壳10,20可在闭合件1的另一长侧面50上彼此接合。
闭合件1在半壳10,20之间接收中压导体组件71的一部分。出于此目的,外壳25可围绕导体组件71闭合。在图1所示的实施例中,导体组件为绝缘的中压电力电缆71。电缆71包括纵向电力传输导体80、绝缘层90、半导电层100、屏蔽层102、和外部电缆护套104。其他电缆包括取代半导电层100的导电层,所述导电层不改变本文所述的闭合件的功能。一般来讲,半导电层100或对应导电层的导电性对于本发明并不重要。
绝缘层90围绕导体80同心地布置并且直接布置在导体80上。半导电层100围绕导体80同心地布置并且直接布置在绝缘层90上。其通常在闭合件1外部的位置处电连接到地。外部电缆护套104为电缆71的径向最外层。
在图1中,类似于全部其他附图,导体80限定由双向箭头110指示的轴向方向和垂直于轴向方向110的径向方向。径向方向中的两个方向由双向箭头120指示。在沿导体组件71的任何给定点处,轴向方向110为沿导体80的纵向延伸部的方向。在沿导体组件71的任何给定点处,径向方向120为垂直于导体80的纵向延伸部的方向。因此,轴向方向为沿纵向导体80的方向,而径向方向120为远离导体组件71的中心、垂直于导体80的纵向延伸部的方向。相对于导体80限定的方向可用于描述闭合件1的方向,因为闭合件1仅可在特定取向上接收导体组件71。在其中闭合件1接收导体组件71的情况下,闭合件1的轴向方向例如对应于导体80的轴向方向。
闭合件1的外壳25由非导电聚合物材料(即,ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯))制成,从而对于将闭合件1安装到电缆71上的人以及环境稳定性提供安全度。ABS因其低成本及其机械和电性能而为优选的材料,但也可使用其他非导电材料。电缆71在外壳25的一个轴向端部(即,图1中的上端)处的外壳25的电缆入口部分130处进入闭合件1。对应的电缆入口部分130位于外壳25的相对轴向端部处,但其在图1中不可见。电缆入口部分130由半壳10,20中的对应形状形成。电缆入口部分130提供电缆71穿过其可进入和离开闭合件1的外壳25的相应开口。
沿图1所示的平面A截取的图1的闭合件1和电缆71的示意性横截面示于图2a和2b中,其中外壳25分别处于打开位置和闭合位置。平面A由其平行于电缆71的导体80的轴向方向110的表面法线限定。图2a示出了处于打开位置的闭合件1的外壳25。上半壳10和下半壳20彼此在与紧邻铰链部分30的长侧面40相对的长侧面50处未接合。半壳10,20处于半开状态,其中绝缘电缆71的轴向区段布置在它们之间。每个半壳10,20具有布置在其与铰链侧面相对的长侧面处的锁定装置135,该锁定装置可彼此接合以使例如壳体10,20彼此接合并且闭合闭合件1。
闭合件1的下半壳20包括第一感测电极140。当未变形时,其横截面具有薄型矩形的形状。第一感测电极140沿着闭合件1的纵向方向(即,垂直于附图的平面的方向)延伸。第一感测电极140为导电的和可适形的。第一感测电极140能够相对于外壳25移动并且可围绕电缆71适形。第一感测电极140具有用于机械接触电缆71的接触表面150。在此实施例中,第一感测电极140为电极组件200。第一感测电极140为电极组件200的可移动部分。
由闭合件1接收的电缆71的轴向区段被剥离,即,外部电缆护套104和电缆屏蔽102已被去除,诸如以暴露半导电层100。在电缆71的第一感测电极140接触电缆71的区段中,电缆71被进一步地剥离,诸如以暴露绝缘层90。在该区段中,绝缘层90的径向外表面形成电缆71的外表面105。电缆71被剥离到绝缘层90,使得第一感测电极140可机械接触电缆71的外表面105。
电绝缘、弹性聚合物泡沫160布置在外壳25和第一感测电极140之间。泡沫160充当推压装置。当闭合闭合件1时(示于图2b中),其相对于外壳25朝电缆71推压电极140。通过朝电缆71推压第一感测电极140,在第一感测电极140的接触表面150与电缆71的外表面105之间建立紧密机械表面接触。感测电极140与电缆绝缘层90的外表面105之间的此类紧密表面接触降低了在感测电极140和绝缘层90之间具有气阱的概率。此类气阱增大了在感测电极140和电缆71的导体80之间产生局部放电的风险,所述局部放电可导致电缆71失效。
在图1和2a所示的实施例中,推压装置为由聚氨酯制成的弹性泡沫160。泡沫160为电绝缘的。泡沫160形成独立元件,该独立元件可整体从闭合件1的外壳25移除。在另选的实施例中,推压装置可为附接到外壳25的泡沫,例如,粘合剂泡沫。在其他实施例中,推压装置可为弹簧加载的机械元件或凝胶。一般来讲,泡沫、弹簧加载元件或凝胶可对第一感测电极140施加压力,并且由此通过推压装置的塑性机械变形来朝电缆71推压第一感测电极140。在全部实施例中,外壳25充当用于推压装置的支撑件,使得当外壳25通过半壳10,20彼此接合而围绕电缆71闭合时,推压装置可朝电缆71推压电极组件200的可移动部分(即,第一感测电极140)。
在图2a所示的实施例中,第一感测电极140为位于泡沫160的面向电缆71的表面上的导电金属箔。由于箔的材料特性,第一感测电极140为可适形的。因为箔为薄型的和可适形的,所以当将箔朝电缆71推压并且推压到电缆71的外表面105上时其可围绕剥离电缆71适形。
与推压装置无关,第一感测电极140可采取各种形式。其可包括例如导电金属箔或导电金属化箔。一般来讲,箔为薄型的并且由此为可适形的,使得第一感测电极140可适形于具有不同外径的电缆71和剥离电缆71。在其他实施例中,第一感测电极140包括固体的、不可适形的金属元件,所述金属元件适当地成形以用于与特定直径的剥离电缆71的外表面105形成延伸的表面接触。通过朝电缆71推压第一感测电极140,表面接触可变得较紧密和较好,即,在第一感测电极140和电缆71之间具有较大的接触区域和/或较小的间隙。
另外,闭合件1的上半壳10包括感测电极,即,第二感测电极141。第二感测电极141与第一感测电极140相同。其形成第二电极组件201。第二感测电极141沿闭合件1的纵向方向,即,沿垂直于附图平面、大体平行于第一感测电极140的方向延伸。第二感测电极141具有用于机械接触电缆71的接触表面151。第二感测电极141在未与电缆71机械接触时为基本上平坦的。第二推压装置(即,弹性聚合物泡沫161)布置在外壳25的上半壳10与第二感测电极141之间。当外壳25围绕电缆71闭合时,第二推压装置相对于外壳25朝电缆71推压第二感测电极141,使得在第二感测电极141的接触表面151和电缆71的外表面105之间建立紧密的机械表面接触。如上针对第一感测电极140所述,第二感测电极141与电缆绝缘层90的外表面105之间的紧密表面接触降低了在第二感测电极141和绝缘层90之间具有气阱的概率,所述气阱可导致电缆71的失效。
图2b为围绕电缆71闭合的图1和2a的外壳25的示意性横截面,其中半壳10,20彼此接合并且相应的锁定装置135彼此接合。第一泡沫160从底部抵靠电缆71的绝缘层90推压第一感测电极140(图2b中),并且第二泡沫161从顶部抵靠电缆71的绝缘层90推压第二感测电极141。在距电缆71的特定径向距离之外,第一电极和第二电极140,141彼此机械接触和电接触。尽管感测电极140,141为可适形的,但在电缆71的每侧仍存在由感测电极140,141和电缆71界定的间隙170。此类间隙如果填充有空气则产生局部放电的风险。为了降低该风险,利用电绝缘油脂来覆盖剥离的电缆71。此油脂填充间隙170并且由此降低间隙170区域中的局部放电的风险。
闭合件1适于测量电缆71的导体80相对于电接地的电势,即,电压,外壳25围绕电缆71闭合。第一感测电极140可操作为感测电容器的第一电容器电极。此感测电容器还包括作为第二电容器电极的电缆71的导体80和作为电介质的电缆71的绝缘层90。绝缘层90可操作为感测电容器的电介质,因为其布置在第一电容器电极和第二电容器电极之间(即,在导体80和第一感测电极140之间)。
通过使用导体80和电接地之间的电容分压器来完成感测导体80的电压。上述感测电容器为此电容分压器中的第一分压电容器。分压器包括第二分压电容器(未示于图2a和2b中),所述第二分压电容器串联电连接在第一分压电容器和电接地之间。该第二分压电容器为印刷电路板(“PCB”)(未示出)上的分立电子部件,该分立电子部件布置在闭合件1外部。导线180电连接第一分压电容器(即,由第一感测电极140、导体80、和绝缘层90形成的感测电容器)与闭合件1外部的第二分压电容器。将导线180的末端部分焊接到第一感测电极140,使得导线180机械连接并且电连接到第一感测电极140。将导线180引导到闭合件1的外部,并且进一步地引导到其上布置有第二分压电容器的PCB。感测电容器的第一感测电极140的电势由此可在PCB上获得。
在闭合件1的外部,电缆71未被剥离,并且其半导电层100仍然存在。此半导电层100通常保持电接地。半导电层100电连接到PCB上的接地触点。第一感测电极140和半导电层100之间的电压因此与导体80相对于电接地的电势(即,电压)成比例。通过应用特别是考虑电介质的特性的合适的校准因子,可确定导体80相对于电接地的电压。在某些另选的实施例中,第二分压电容器不是分立的电子部件,而是包括独立的元件。在某些其他另选的实施例中,PCB布置在闭合件1的内部。如果PCB布置在闭合件1的内部,则PCB可通过导线180或通过PCB和第一感测电极140或第二感测电极141上的电触点之间的直接机械接触而分别与第一感测电极140或第二感测电极141电连接。
在图1、2a和2b所示的实施例中,闭合件1的外壳25为非导电的。在某些另选的实施例中,外壳25可为导电的或者可包括导电层,例如以形成围绕闭合件1的内部的导电包封件。在这些实施例中,外壳25可在闭合件1的外部和闭合件1的内部之间提供一些电磁屏蔽。此类屏蔽可有助于提高感测导体80的电压的精确性。
闭合件1的外壳25可通过使两个半壳10,20彼此接合并且通过使各个半壳10,20的锁定装置135彼此接合来闭合。锁定装置135可被设计成使得闭合件1在已闭合之后能够再打开。闭合件1可因此为可再进入闭合件1。在再打开闭合件1之后,闭合件1再次如图2a所示。再打开允许检测或修复闭合件1中的元件。这还可允许将闭合件1从其在导体组件71上的位置移除,并且将其用于同一导体组件71的不同位置上或者将其用于不同的导体组件71上。
闭合件1可接收具有不同外部尺寸和/或外径或不同形状的横截面的电缆或者通常导体组件71。这归因于推压装置160的存在,该推压装置适于朝导体组件71推压第一感测电极140,即,第一电极组件200。其将第一电极组件200推压得足够远,以在第一电极组件200和导体组件71的外表面105之间建立机械表面接触。对于具有不同外部尺寸或不同形状横截面的导体组件71而言,图1、2a和2b所示的闭合件1的第一感测电极140可适形的事实允许在第一电极组件200和导体组件71的外表面105之间获得改善的表面接触。
图3为图1、2a和2b所示的第一闭合件1的透视图。闭合件1被示为处于打开状态。除了在图1、2a和2b的上下文中描述的内容之外,图3示出了闭合件1的电缆入口部分130、剥离的电缆71以及布置在第一感测电极和第二感测电极140,141的两个轴向侧上的辅助电极。
除了第一感测电极140和第二感测电极141之外,闭合件1包括四个导电辅助电极142,143,144,145。第一辅助电极142布置在第一感测电极140的一侧(图3的左手侧)上、在轴向方向110上与第一感测电极140间隔开、并且与第一感测电极140隔开第一非导电极间间隙191。在图3所示的实施例中,第一极间间隙191为约1mm宽。其允许将第一感测电极140和第一辅助电极142保持在不同的电势。第一感测电极140包括矩形金属箔片。另外,第一辅助电极142包括矩形金属箔片。第一辅助电极142的箔的一个边缘被布置成平行于第一感测电极140的箔的边缘。两个箔片彼此隔开第一极间间隙191。两个箔片为基本上平坦的并且基本上布置在同一几何平面中。当闭合件1闭合时朝电缆71推压第一感测电极140的弹性、绝缘泡沫160块沿轴向方向延伸得足够远,以在闭合件1闭合时还朝电缆71推压第一辅助电极142。
在相对的半壳10中,第二辅助电极143布置在第二感测电极141的同一侧(图3的左手侧)上、在相同的轴向方向110上与第二感测电极141间隔开,如同第一辅助电极142与第一感测电极140间隔开。另外,第二辅助电极143包括导电金属箔片。箔片为基本上平坦的并且与形成第二感测电极141的箔片基本上布置在同一几何平面中。当闭合件1闭合时朝电缆71推压第二感测电极141的弹性、绝缘泡沫161块沿轴向方向延伸得足够远,以在闭合件1闭合时还朝电缆71推压第二辅助电极143。第二辅助电极143与第二感测电极141隔开第二非导电极间间隙192。第二极间间隙192允许将第二感测电极141和第二辅助电极143保持在不同的电势。第一极间间隙191和第二极间间隙192彼此对齐,使得当闭合件1闭合时,第一感测电极140和第二辅助电极143保持彼此机械隔开和电隔离,并且使得第二感测电极141和第一辅助电极142保持彼此机械隔开和电隔离。
第二感测电极141包括矩形金属箔片。另外,第二辅助电极143包括矩形金属箔片。第二辅助电极143的箔的一个边缘被布置成平行于第二感测电极141的箔的边缘。两个箔片为基本上平坦的并且基本上布置在同一几何平面中。当围绕电缆71闭合外壳25时,第一辅助电极142和第二辅助电极143朝电缆71推压,并且因此彼此机械接触和电接触。由于辅助电极142,143均为导电的,因此它们具有相同的电势。电缆71的一部分布置在它们之间。电缆71被剥离,使得电缆71的半导电层100的轴向区段在第一辅助电极和第二辅助电极142,143之间的区域中暴露。当外壳25围绕电缆71闭合使得感测电极140,141与电缆71的绝缘层90接触时,第一辅助电极和第二辅助电极142,143与电缆71的半导电层100因此机械接触和电接触。第一辅助电极和第二辅助电极142,143以及电缆71的半导电层100因此具有相同的电势。由于电缆71的半导电层100通常保持电接地,因此第一辅助电极和第二辅助电极142,143也通常电接地。与第一感测电极和第二感测电极140,141相邻的接地的第一辅助电极和第二辅助电极142,143保护感测电极140,141免受杂散场并且由此有助于从感测电极140,141提供较净化信号。这增加了通过感测电极140,141感测内导体80的电压的精确性。
为了进一步增加精确性,提供了第三辅助电极144和第四辅助电极145。它们分别布置在第一感测电极和第二感测电极140,141的相对侧(图3的右手侧)上。这些辅助电极144,145也各自包括导电金属箔片。它们分别与第一感测电极和第二感测电极140,141轴向间隔开和隔开第三极间间隙193和第四极间间隙194。第三间隙193和第四间隙194彼此对齐,使得当闭合件1闭合时,第一感测电极140和第四辅助电极145保持彼此机械隔开和电隔离,并且使得第二感测电极141和第三辅助电极144保持彼此机械隔离和电隔离。第三和第四辅助电极144,145相对于彼此并且相对于感测电极140,141以与第一辅助电极和第二辅助电极142,143相同的方式进行布置,并且它们在感测电极140,141的另一侧(图3的右手侧)上执行相同的功能。在第二半壳20中,当闭合件1闭合时朝电缆71推压第一感测电极140和第一辅助电极142的弹性、绝缘泡沫160块沿轴向方向延伸得足够远,以在闭合件1闭合时还朝电缆71推压第三辅助电极144。在相对的半壳10中,当闭合件1闭合时朝电缆71推压第二感测电极141和第二辅助电极143的弹性、绝缘泡沫161块沿轴向方向延伸得足够远,以在闭合件1闭合时还朝电缆71推压第四辅助电极145。泡沫160,161的仅小部分在图3中可见,因为泡沫160,161大部分被感测电极140,141和辅助电极142,143,144,145遮蔽而不能看到。泡沫160,161块的部分暴露于极间间隙191,192,193,194的区域中。
电缆71已被剥离,使得当闭合件1闭合时,电缆71的半导电层100的另一轴向区段暴露于位于第三和第四辅助电极144,145之间的区段中。当外壳25围绕电缆71闭合使得感测电极140,141与电缆71的绝缘层90接触时,第三和第四辅助电极144,145与电缆71的半导电层100的另一区段机械接触和电接触。第三和第四辅助电极144,145以及电缆71的半导电层100因此具有相同的电势。由于电缆71的半导电层100通常保持电接地,因此第三和第四辅助电极144,145也通常电接地。与第一感测电极和第二感测电极140,141相邻的接地的第三和第四辅助电极144,145进一步地保护感测电极140,141免受杂散场并且由此有助于从感测电极140,141提供甚至更净化的信号。这进一步增加了通过感测电极140,141感测内导体80的电压的精确性。
为了进一步针对电场保护感测电极140,141并且为了提供第一感测电极附近的电场,第一辅助电极142和第三辅助电极144彼此电连接。此连接由绝缘导线(未示出)提供,所述绝缘导线的暴露的导电端部分别与第一辅助电极142和第三辅助电极144电接触和机械接触。另选地,可施用在上半壳20的内表面上或上半壳20的外表面上的导电屏蔽层(例如,如图6a所示)可在第一辅助电极142和第三辅助电极144之间建立电连接。在此类闭合件中,第一辅助电极142可例如在一个位置中通过导线或导电箔电连接到屏蔽层,并且第三辅助电极144也可例如在另一位置中通过导线或导电箔电连接到屏蔽层。
电缆71被剥离,使得在闭合件1的外部,电缆71受到电缆护套104的完全保护。位于闭合件1内部的电缆71的轴向区段被逐渐地剥离,使得在一个区段中暴露绝缘层90。此区段的轴向延伸部大于第一感测电极和第二感测电极140,141的轴向延伸部。在接近暴露的绝缘层90的电缆的轴向区段中,电缆71被剥离,使得布置在绝缘层90上的电缆71的半导电层100暴露。
图1、2a、2b和3所示的闭合件1不在电缆71和外壳25之间提供密封。在另选的闭合件中,可在电缆入口部分130的区域中提供密封装置,以用于避免粉尘、水和/或湿气进入闭合件中。此类密封装置(例如,密封剂凝胶)可在闭合件打开时布置在闭合件中,并且可在闭合件闭合时被推压到闭合件和电缆护套104之间的间隙中。
根据本公开的第二闭合件2示于图4的示意性透视图中。类似于图1、2a、和2b的闭合件1,第二闭合件2具有包括两个半壳10,20的外壳25、一个侧面40上的铰链部分30、和相对侧面50,其中半壳10,20可彼此接合以闭合外壳25。外壳25为基本上箱体形状的。在这些方面,第一闭合件1和第二闭合件2为相同的。
闭合件2在半壳10,20之间接收中压导体组件的一部分。在图4所示的实施例中,导体组件72为汇流条。导体组件72包括矩形横截面的纵向电力传输导体80。导体组件72不具有绝缘层。导体80的径向外表面也为导体组件72的外表面105。
第一闭合件1和第二闭合件2在与闭合件内部的部件相关的若干方面有所差别。这些方面将参考图5a、5b、6a和6b进行解释。图5a和5b为沿闭合件2的中部截取的第二闭合件2的示意性横截面。
图5a示出了图4的导体组件72(即,汇流条)和闭合件2的示意性横截面,其中闭合件2的外壳25处于打开状态。该横截面为沿图4所示的平面B截取的。平面B由其平行于汇流条的导体80的轴向方向的表面法线限定。第二闭合件2的上半壳10和下半壳20围绕导体组件72布置,但外壳25不围绕导体组件72闭合。闭合件2包括布置在下壳体20中的第一感测电极240和布置在上壳体10中的第二感测电极241。感测电极240,241为导电体。第一感测电极240和第二感测电极241沿闭合件2的纵向方向(即沿垂直于附图平面的方向)延伸。当外壳25闭合时(如图5B所示),感测电极240,241被布置成彼此大体平行。
第一感测电极240嵌入在第一泡沫块260中。第一泡沫块260为弹性的和电绝缘的。其包括第一泡沫部分265和第二泡沫部分266。第一泡沫部分265为布置在导体组件72和第一感测电极240之间的部分。第一泡沫部分265形成相对于导体组件72的中心布置在第一感测电极240的径向内侧的电绝缘层。此第一泡沫部分265和第一感测电极240形成第一电极组件300。这不同于其中仅第一感测电极140形成第一电极组件200的第一闭合件1。第二泡沫部分266为泡沫260的大体布置在外壳25的下半壳20和第一感测电极240之间的部分。在图5a和5b所示的实施例中,第一泡沫部分265和第二泡沫部分266为一体形成的单个元件。另选地,它们可为独立元件。这示于图6a和6b中。
第二泡沫部分266为弹性的,使得例如当闭合件2闭合从而将导体组件72推压到第一泡沫部分265中时,第一电极组件300可相对于外壳25移动。第一泡沫部分265的一部分和第一感测电极240的中部被导体组件72朝下半壳20推压,使得第一泡沫部分265和第一感测电极240变形。这示于图5a中。第一泡沫部分265和第一感测电极240的形状在未变形时类似于上半壳10所示。
闭合件2适于测量导体组件72(闭合件2围绕其布置)的导体80相对于电接地的电势,即,电压。第一感测电极240可操作为感测电容器的第一电容器电极。此感测电容器还包括作为第二电容器电极的导体组件72的导体80和作为感测电容器的电介质的电极组件300的绝缘第一泡沫部分265。第一泡沫部分265可操作为感测电容器的电介质,因为其布置在第一电容器电极和第二电容器电极之间,即,导体80和第一感测电极240之间。电容分压的测量原理与在图2a和2b的上下文中针对第一闭合件1描述的测量原理相同。
第一感测电极240的横截面成形为类似于具有圆角的矩形。在横截面中,上拐角290(即,位于第一感测电极240中较靠近相对的上半壳10的部分上的那些)根据Rogowski轮廓成形。此轮廓最小化导体80和第一感测电极240之间放电的风险。第二感测电极241的下拐角291以相同方式成形。另选地,可使用其他类型的轮廓以用于降低放电风险。
电极组件300的第一泡沫部分265围绕导体组件72适形。第一电极组件300具有用于机械接触导体组件72的接触表面250。
在图4、5a、和5b所示的实施例中,电绝缘、弹性的第二泡沫部分266形成推压装置。其在外壳25围绕导体组件72闭合时相对于外壳25朝导体组件72推压第一电极组件300(示于图5b中)。通过朝导体组件72推压第一电极组件300,在第一电极组件300的接触表面250和导体组件72的外表面105之间建立了紧密的机械表面接触。第一电极组件300与导体组件72的导体80的外表面105之间的此类紧密表面接触降低在第一电极组件300和导体80之间具有气阱的概率。此类气阱增加在第一感测电极240和导体组件72的导体80之间产生局部放电的风险,所述局部放电可导致导体组件72或闭合件2的失效。
泡沫260为聚氨酯材料。泡沫260和第一感测电极240形成独立元件,该独立元件可整体从闭合件2的外壳25移除。在另选的实施例中,推压装置可为与第一泡沫部分265分开的附接到外壳25的第二泡沫部分266,例如,粘合剂泡沫。在其他实施例中,推压装置可为弹簧加载的机械元件或凝胶。
一般来讲,并且与具体实施例无关,类似于例如泡沫、弹簧加载元件或凝胶的推压装置可对整个第一电极组件200,300施加压力,或者可对第一电极组件200,300的可移动部分施加压力,并且由此通过推压装置的塑性机械变形来朝电缆71或导体组件72推压第一电极组件200,300或电极组件200,300的可移动部分。在全部实施例中,外壳25充当推压装置的支撑件,使得当外壳25围绕各自的导体组件71,72闭合时,推压装置可朝导体组件(即,朝电缆71或汇流条72)推压第一电极组件200,300。
闭合件2的上半壳10类似于下半壳20。在上半壳10中,布置了另外的第二电极组件301和另外的推压装置268。第二感测电极241嵌入在第二泡沫块261中。第二泡沫块261也为弹性的和电绝缘的。其包括第三泡沫部分267和第四泡沫部分268。第三泡沫部分267为当外壳25围绕导体组件72闭合时布置在导体组件72和第二感测电极241之间的部分。此第三泡沫部分267和第二感测电极241形成第二电极组件301。第四泡沫部分268为第二泡沫块261的大体布置在外壳25的上半壳10与第二感测电极241之间的部分。在图5a和5b所示的实施例中,第三泡沫部分267和第四泡沫部分268为一体形成的单个元件。另选地,它们可为独立元件,如图6a和6b所示。
第四泡沫部分268为弹性的,使得第二电极组件301可相对于外壳25移动。当外壳25围绕导体组件72闭合时,第三泡沫部分267的一部分和第二感测电极241的中部区段被导体组件72朝上半壳20推压,使得第三泡沫部分267和第二感测电极241变形。这示于图5b中。
第二电极组件301的第三泡沫部分267可至少部分地围绕导体组件72适形。第二电极组件301具有用于机械接触导体组件72的接触表面251。
在图4、5a、和5b所示的实施例中,电绝缘、弹性的第四泡沫部分268形成推压装置。其在闭合件2闭合时相对于外壳25朝导体组件72推压第二电极组件301。通过朝导体组件72推压第二电极组件301,在第二电极组件301的接触表面251与导体组件72的外表面105之间建立了紧密的机械表面接触。第二电极组件301与导体组件72的导体80的外表面105之间的此类紧密表面接触降低了在第二电极组件301和导体80之间具有气阱的概率,由此降低了在第二感测电极241和导体组件72的导体80之间产生局部放电的风险。
第二感测电极241可用于按照与上文针对第一感测电极240所述相同的方式来感测导体80的电压,即,第二感测电极241可操作为感测电容器的第一电容器电极,所述感测电容器还包括作为第二电容器电极的导体组件72的导体80和作为电介质的第三泡沫部分267。可使用上文描述的相同分压器技术来感测导体80相对电接地的电压。
如同在第一闭合件1中,导线180电连接第一分压电容器(即,由第一感测电极140、导体80、和绝缘层90形成的感测电容器)与闭合件2外部的第二分压电容器。将导线180的末端部分焊接到第一感测电极240,使得其机械连接并且电连接到第一感测电极240。将导线180引导到闭合件2的外部,并且进一步地引导到其上布置有第二分压电容器的PCB。感测电容器的第一感测电极240的电势由此可在PCB上获得。电接地可通过以下方式在PCB上的接地触点处获得:将PCB的接地触点与保持在闭合件2外部的导体组件72附近的电接地处的元件电连接。第一感测电极240和PCB的接地触点之间的电压因此与导体80相对于电接地的电势(即,电压)成比例。通过应用特别是考虑电介质的特性的合适的校准因子,可确定导体80相对于电接地的电压。
在某些另选的实施例中,PCB布置在闭合件2的内部。如果PCB布置在闭合件2的内部,则PCB可通过导线180或通过PCB上的电触点与第一感测电极240之间的直接机械接触来与第一感测电极240电连接。
不同于第一闭合件1,第二闭合件2的第一感测电极和第二感测电极240,241在闭合件2闭合时不彼此机械接触。然而,第一感测电极240和第二感测电极241彼此电连接。这增加了组合感测电极的有效面积,继而增加了其电容。较大的电容提供较强的信号和较低的信噪比,这改善电压感测的精确性。连接第一感测电极和第二感测电极240,241可通过连接到第二感测电极241(其电连接到PCB(未示出)或第一导线180)的另外的第二导线181来实现。第一感测电极和第二感测电极240,241之间的电连接可在PCB上或在别处建立。一般来讲,此电连接可为可切换的,使得在第一时间,电连接存在,而在稍后时间,电连接不存在,反之亦然。一般来讲,当第二感测电极241未电连接到第一感测电极240时,第二感测电极241可用于与第一感测电极240无关的其他目的,例如,用于能量获取或用于感测导体80的电压,以便提供第二感测值。
图4和5a的第二闭合件2的另一横截面示于图5b中。闭合件2被示为处于闭合状态,其中外壳25围绕导体组件72(即,围绕汇流条)闭合,并且其中外壳25的上半壳10和下半壳20彼此接合。半壳10,20的相应锁定装置135彼此接合,以将闭合件2保持在闭合状态。第二泡沫部分266相对于外壳25的下半壳20朝导体组件72推压第一电极组件300。这在第一电极组件300的接触表面250和导体组件72的外表面105之间建立机械表面接触。相似地,第四泡沫部分268相对于外壳25的上半壳10朝导体组件72推压第二电极组件301。这在第二电极组件301的接触表面251和导体组件72的外表面105之间建立机械表面接触。
第一电极组件300和导体组件72之间的机械表面接触通过可适形的第一电极组件300的接触表面250得到进一步地增强。第一电极组件300的与接触表面250相邻定位的部分包括接触表面250,并且该部分为可适形的。这同样适用于第二电极组件301及其接触表面251。
在距汇流条271的特定距离处,第一接触表面250和第二接触表面251彼此机械接触。当第一电极组件和第二电极组件300,301朝导体组件72并且由此朝彼此推压时,该机械接触为紧密的。紧密接触有助于避免电极组件300,301之间的气隙。然而,在邻近导体组件72的位置处,电极组件300,301彼此不机械接触,并且形成间隙170。为了降低在邻近间隙170的位置处放电的风险,利用电绝缘油脂覆盖导体组件72的外表面105。此油脂在外壳25围绕导体组件72闭合时填充间隙170,并且由此降低局部放电的风险。
上文或下文所述的闭合件中的每一个可为可再进入闭合件,如上文针对第一闭合件1所述。
第二闭合件2可接收导体组件72,诸如大体具有不同外部尺寸或不同形状横截面的汇流条。这归因于推压装置266的存在,所述推压装置适于朝导体组件72推压第一电极组件300或第一电极组件300的可移动部分。其将第一电极组件300或第一电极组件300的可移动部分推压得足够远,以在第一电极组件200与导体组件71的外表面105之间建立机械表面接触。对于具有不同外部尺寸或不同形状横截面的导体组件72而言,图4、5a和5b所示的闭合件2的第一电极组件300具有可适形部分和可适形接触表面250的事实在第一电极组件300与导体组件72的外表面105之间提供改善的表面接触。
第三闭合件3以横截面示于图6a和6b中。第三闭合件3与图5a和5b所示的第二闭合件2相同,除了与相应电极组件分开的推压装置、以及屏蔽层的存在。
图6a示出了处于打开状态的第三闭合件3,该第三闭合件围绕与图4、5a和5b所示的汇流条相同的导体组件72布置。在外壳25的外表面380上利用导电金属来涂覆外壳25的上半壳10和下半壳20。该涂层形成屏蔽层390以在第一感测电极240和闭合件3的外部之间提供电磁屏蔽。当外壳25围绕导体组件72闭合时,屏蔽层390包封第一感测电极340和导体80。上半壳10上的屏蔽层390和下半壳20上的屏蔽层390彼此不电连接,但为了较好的屏蔽,它们可彼此电连接。
下半壳20中的第一感测电极340布置在第一泡沫元件365和第二泡沫元件366之间。泡沫元件365,366为弹性的和电绝缘的。当闭合件3的外壳25围绕导体组件72闭合时,第一泡沫元件365布置在第一感测电极340和导体组件72的导体80之间。第一泡沫元件365形成相对于导体80的中心布置在第一感测电极340的径向内侧的电绝缘层。其可操作为感测电容器的电介质,所述感测电容器还包括作为第一电容器电极的第一感测电极340和作为第二电容器电极的导体80。感测电容器可用于电容分压器中,以感测导体80的电压,如上文针对第一闭合件1所述。
第一感测电极340与第二闭合件的第一感测电极240相同。其附接到第一泡沫元件365。第一泡沫元件365和第一感测电极340形成第一电极组件400。第一电极组件400具有用于机械接触导体80的外表面105的接触表面350。第一电极组件400布置在外壳25内部。其可相对于外壳25移动,因为第一泡沫元件365为弹性的。因为第一泡沫元件365为弹性的,因此当外壳25围绕导体组件72闭合时,可朝下半壳20的内表面推压第一电极组件400,如图6b所示。
第二泡沫元件366为独立于第一泡沫元件365的元件。其由不同于第一泡沫元件365的泡沫材料制成。第二泡沫元件366为推压装置,该推压装置可在闭合件3接收导体组件72并且外壳25围绕导体组件72闭合时相对于外壳25的下半壳20朝汇流条或大体朝导体组件72推压第一电极组件400。因此,第二泡沫元件366在第一电极400的接触表面350与导体组件72的外表面之间建立机械表面接触。推压装置(即,第二泡沫元件366)为弹性的。在外壳25内部,第二泡沫元件366粘性地附接到下半壳20。另选地,其可不附接到下半壳20,而是松散地布置在下半壳20内部,使得其可易于从外壳25移除。第二泡沫元件366也粘性地附接到第一电极组件400。这允许第一电极组件400和第二泡沫元件366在闭合件3打开时一起从外壳25移除。另选地,第二泡沫元件366可接触第一电极组件400而不附接到其,使得这两个元件可在闭合件3打开时顺序地从外壳25移除。
上半壳10包含第二感测电极341、第三泡沫元件367和第四泡沫元件368。第二感测电极341和第三泡沫元件367形成第二电极组件401。第四泡沫元件368粘性地附接到上半壳10和第二电极组件401。第四泡沫元件368为推压装置,该推压装置可在闭合件3接收导体组件72并且外壳25围绕导体组件72闭合时相对于外壳25的上半壳10朝导体组件72推压第二电极组件401。因此,第四泡沫元件368在第二电极组件401的接触表面351和导体组件72的外表面105之间建立机械表面接触。
第四泡沫元件368为独立于第三泡沫元件367的元件。其由不同于第三泡沫元件367的泡沫材料制成。第四泡沫元件368粘性地附接到上半壳10。另选地,其可未附接到上半壳10,而是松散地布置在上半壳10内部,使得其可易于从外壳25移除。第四泡沫元件368也粘性地附接到第二电极组件401。这允许第二电极组件401和第四泡沫元件368在闭合件3打开时一起从外壳25移除。另选地,第四泡沫元件368可接触第二电极组件401而不附接到其,使得这两个元件可在闭合件3打开时顺序地从外壳25移除。
第二电极组件401包括接触表面351以用于在外壳25围绕导体组件72闭合时机械接触导体组件72。第三闭合件3中的元件的布置和功能与第二闭合件2中的对应元件的布置和功能相同。另外在第三闭合件中,第一感测电极和第二感测电极340,341优选地彼此电连接。图5a和5b的上下文中提及的PCB也可存在于图6a和6b的实施例中。PCB可布置在闭合件3的内部或外部。
图6b以横截面示出了处于闭合状态的图6a的第三闭合件3,其中外壳25围绕导体组件72(即,围绕汇流条)闭合。在图6a和6b所示的实施例中,导体组件72为汇流条。第一电极组件400的接触表面350和第二电极组件401的接触表面351围绕导体组件72适形,这改善了相应电极组件400,401和导体组件72之间的表面接触。在距导体组件72的特定距离处,接触表面350,351彼此机械接触。当第一电极组件和第二电极组件400,401朝导体组件72并且由此朝彼此推压时,该机械接触为紧密的。紧密接触有助于避免电极组件400,401之间的气隙。然而,在邻近导体组件72的位置处,电极组件400,401彼此不机械接触,并且形成间隙170。如此前所述,为了降低在邻近间隙170的位置处放电的风险,利用电绝缘油脂覆盖导体组件72的外表面105。此油脂在外壳25围绕导体组件72闭合时填充间隙170,并且由此降低局部放电的风险。
上述闭合件1,2,3中的每一个包括第一感测电极140,240,340和第二感测电极141,241,341。然而,对于感测导体80的电压而言,第二感测电极141,241,341并非必需的。对于感测导体组件71,72的导体80的电压而言,第二电极组件201,301,401也并非必需的。然而,第二电极组件201,301,401和第二感测电极141,241,341的存在可提高电压感测的精确性。
第四闭合件4以横截面示于图7a和7b中。第四闭合件4与图6a和6b的第三闭合件3相同,不同的是附加的包封元件。如图7a所示,第一电极组件500包括第一导电包封元件410。第一包封元件410包括第一电极组件500的接触表面450,该接触表面用于机械连接和电连接导体组件72的导体80。在图7a和7b所示的实施例中,导体组件72为汇流条。如图7b所示,当外壳25围绕导体组件72闭合时,第一包封元件410与导体80电接触和机械接触,并且由此形成导体80的延伸部,即,导体延伸部410。在此实施例中,用于感测导体80的电压的感测电容器包括作为第一电容器电极的第一感测电极340、作为第二电容器电极的具有导体延伸部410的导体80、和作为电介质的第一泡沫元件365。包括第一包封元件410的第一电极组件500可相对于外壳25移动。当外壳25围绕导体组件72闭合时,第二泡沫元件366朝导体组件72推压第一电极组件500,由此在第一电极组件500的接触表面450和导体组件72的外表面105之间建立机械表面接触。
第二包封元件411布置在第二电极组件501中的对应位置中。第一包封元件和第二包封元件410,411为导电的。它们为导电的,因为它们包括导电硅氧烷。如图7b所示,当外壳25围绕导体组件72闭合时,第二包封元件411也与导体80电接触和机械接触。包封元件410,411两者均为可适形的,并且围绕导体组件72适形。第一包封元件和第二包封元件410,411成形为例如当外壳围绕导体组件72闭合时彼此机械接触和电接触。当外壳25闭合时,包封元件410,411和导体80彼此机械接触和电接触,并且因此具有相同的电势。基于这种原因,在包封元件410,411与导体80之间的间隙170中不可能发生放电。因此不必在导体组件72上使用绝缘油脂。
另一第五闭合件5以横截面示于图8a中。同样,导体组件72为汇流条。第五闭合件5类似于第四闭合件4,因为其具有第一包封元件和第二包封元件510,511。第一电极组件600包括第一包封元件510、第一感测电极440和第一间隔元件465。第一包封元件510、第一感测电极440和第一间隔元件465各自为固体。第一包封元件510为固体导电金属块。第一感测电极440为固体导电金属块。第一间隔元件465为固体电绝缘陶瓷块。第一包封元件510、第一感测电极440和第一间隔元件465彼此附接,例如以形成第一电极组件600。当外壳25围绕导体组件72闭合时,第一间隔元件465形成布置在导体组件72的导体80和第一感测电极440之间的电绝缘层。整个第一电极组件600可相对于外壳25移动,因为其嵌入在电绝缘、弹性的泡沫元件466中。选择泡沫元件466的尺寸,使得当外壳25围绕导体组件72闭合时,泡沫元件466相对于外壳25朝导体组件72推压第一电极组件600。泡沫元件466布置在外壳25中在外壳25和第一电极组件600之间。泡沫元件466为推压装置466,以用于当外壳25围绕导体组件72闭合时朝导体组件72推压第一电极组件600。当外壳25围绕导体组件72闭合时,通过推压,在第一电极组件600的接触表面550和导体组件72的外表面105之间建立机械表面接触。
第一包封元件510包括用于机械接触和电接触导体组件72的导体80的接触表面550。当外壳25围绕导体组件72闭合时,第一包封元件510与导体80电接触和机械接触,并且由此形成导体80的延伸部,即,导体延伸部510。
由于第一间隔元件465为固体的,因此其保持第一包封元件510和第一感测电极440之间的固定距离。由推压装置(即,泡沫元件466)对第一电极组件600施加的力因此不改变第一感测电极440和第一包封元件510之间的距离。这在第一感测电极440充当感测电容器的第一电容器电极以用于感测导体组件72的导体80时提高了电压感测的精确性。感测电容器包括作为第二电极的具有导体延伸部510的导体80和作为电介质的间隔元件465。将陶瓷材料用于间隔元件465,因为陶瓷材料具有特别好的绝缘特性并且提供较小的热膨胀系数。这导致导体延伸部(即,包封元件510)和第一感测电极440之间的距离随温度变化极小。这继而降低了感测电容器的电容随温度的变化,并且由此提高了电压感测的精确性。
当下壳体20包括第一电极组件600和第一泡沫元件466时,上壳体10以对称布置方式包括对应的第二电极组件601和对应的第二泡沫元件468。第二泡沫元件468充当推压装置,以用于朝导体组件72的导体80推压第二电极组件601。
如同在前述闭合件1,2,3,4中,导线180电连接第一分压电容器(即,由第一感测电极440、具有导体延伸部510的导体80、绝缘层(其由间隔层465形成)形成的感测电容器)与闭合件5外部的第二分压电容器。将导线180的末端部分焊接到第一感测电极440,使得其机械连接并且电连接到第一感测电极440。将导线180引导到闭合件5的外部,并且进一步地引导到其上布置有第二分压电容器的PCB。感测电容器的第一感测电极440的电势由此可在PCB上获得并且可用于测定导体80的电压。第二导线181焊接到第二感测电极441。其也引导到PCB,由此第二感测电极441的电势也可在PCB上获得并且可用于测定导体80的电压,这相比于仅获得第一感测电极440的电势的情况更加精确。另选地,导线180,181可彼此电连接,并且可在PCB上获得所得电势。这与仅使用第一感测电极400的电势的情况相比,也可提供导体80的电压的更精确测定。
在图8b中,示出了图8a的第五闭合件5,其中其外壳25围绕导体组件72(即围绕汇流条)闭合。上壳体10和下壳体20彼此接合并且锁定装置135使它们保持接合。第一泡沫元件466和第二泡沫元件468相对于外壳25朝导体组件72分别推压第一电极组件和第二电极组件600,601。第一包封元件510的接触表面550由此与导体组件72的外表面105建立机械表面接触。相似地,第二包封元件511的接触表面551与导体组件72的相对侧面(在横截面中)上的导体组件72的外表面105机械表面接触。包封元件510,511与导体组件72的导体80电连接,并且因此具有与导体80相同的电势。由于包封元件510,511为固体的,因此在这些包封元件510,511之间留有间隙。然而,在包封元件510,511之间的此间隙中不存在强电场,因为它们具有相同的电势,并且因此在包封元件510,511之间的间隙中产生局部放电的风险较低。因此不必使用绝缘油脂来填充间隙。包封元件510,511中的一个与相邻泡沫元件466,468之间的任何间隙如此小,以至于这些间隙中的局部放电风险可忽略不计。

Claims (15)

1.一种用于接收导体组件(71,72)的一部分的闭合件(1,2,3,4,5),所述导体组件(71,72)包括限定轴向方向(110)和径向方向(120)的导体(80),
所述闭合件(1,2,3,4,5)包括能够围绕所述导体组件(71,72)闭合的外壳(25)和第一电极组件(200,300,400,500,600),
其中所述第一电极组件(200,300,400,500,600)包括
a)能够相对于所述外壳(25)移动的可移动部分,所述可移动部分包括用于机械接触所述导体组件(71,72)的接触表面(150,250,350,450,550),和
b)能够操作为感测电容器的第一电容器电极的导电的第一感测电极(140,240,340,440),所述感测电容器包括作为第二电容器电极的所述导体(80)或导体延伸部(410,510)以及在所述外壳(25)围绕所述导体组件(71,72)闭合时布置在所述导体(80)和所述第一感测电极(140,240,340,440)之间作为电介质的电绝缘层(90,265,365,465),
其中,所述闭合件(1,2,3,4,5)还包括布置在所述外壳(25)和所述第一电极组件(200,300,400,500,600)之间的推压装置(160,260,366,466),所述推压装置(160,260,366,466)适于在所述外壳(25)围绕所述导体组件(71,72)闭合时相对于所述外壳(25)朝所述导体组件(71,72)推压所述第一电极组件(200,300,400,500,600)的可移动部分,以用于在所述接触表面(150,250,350,450,550)和所述导体组件(71,72)的外表面(105)之间建立机械表面接触,并且
所述闭合件还包括:
第二电极组件(201,301,401,501,601),所述第二电极组件布置在所述外壳(25)内部,并且包括导电的第二感测电极(141,241,341,441),和
导电元件(180,181),所述导电元件用于使所述第二感测电极(141,241,341,441)和所述第一感测电极(140,240,340,440)彼此电连接。
2.根据权利要求1所述的闭合件(1),其中所述第一感测电极(140)包括所述第一电极组件(200)的所述可移动部分和所述接触表面(150),使得所述第一感测电极(140)能够操作为感测电容器的第一电容器电极用于感测所述导体(80)的电压,所述感测电容器包括作为第二电容器电极的所述导体(80)和布置在所述导体(80)和所述第一感测电极(140)之间作为电介质的所述导体组件(71)的电绝缘层(90)。
3.根据权利要求1所述的闭合件(1),其中所述导体组件(71)包括
-绝缘层(90),所述绝缘层围绕所述导体(80)同心地布置并且能够操作为所述感测电容器的电介质,和
-布置在所述绝缘层(90)上的导电层或半导电层(100),
-第一轴向区段,在所述第一轴向区段中,所述导体组件(71)的外表面(105)为所述绝缘层(90)的外表面,和
-第二轴向区段,在所述第二轴向区段中,所述导体组件(71)的外表面(105)为所述导电层或半导电层(100)的外表面,并且
其中所述闭合件(1)包括导电的第一辅助电极(142,144),所述第一辅助电极与所述第一感测电极(140)电绝缘并且布置在所述外壳(25)内部与所述第一感测电极(140)轴向间隔,使得在所述外壳(25)围绕所述导体组件(71)闭合使得所述第一电极组件(200)的接触表面(150)机械接触所述第一轴向区段时,所述第一辅助电极(142,144)能够机械接触并且电接触所述第二轴向区段。
4.根据权利要求1所述的闭合件(2,3),其中所述第一电极组件(300,400)包括布置在所述第一感测电极(240,340)和所述接触表面(250,350)之间的电绝缘层(265,365),使得在所述外壳(25)围绕所述导体组件(72)闭合时,所述绝缘层(265,365)能够操作为所述感测电容器的电介质,
其中所述绝缘层(265,365)包括所述接触表面(250,350)。
5.根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4),其中所述第一电极组件(200,300,400,500)的可移动部分的至少一部分能够围绕所述导体组件(71,72)适形。
6.根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4,5),其中所述推压装置(160,260,366,466)为弹性的或者包括弹性材料、泡沫、凝胶、弹性机械元件或弹簧。
7.根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4,5),其中所述外壳(25)包括两个壳体(10,20),所述两个壳体能够彼此接合以用于围绕所述导体组件(71,72)闭合所述外壳(25)。
8.根据权利要求1所述的闭合件(5),其中所述绝缘层(465)包括刚性部分,所述刚性部分用于在所述外壳(25)围绕所述导体组件(71,72)闭合时保持所述第一感测电极(440)和所述导体(80)之间的固定距离。
9.根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4,5),其中所述外壳(25)适于能够围绕所述导体组件(71,72)重新闭合。
10.根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4,5),其中所述外壳(25)被成形以形成一个、两个或更多个裙边,以用于在所述外壳(25)围绕所述导体组件(71,72)闭合时减少所述外壳(25)的外表面上的漏电电流。
11.根据权利要求1所述的闭合件(3),还包括导电屏蔽元件(390),所述导电屏蔽元件适于在所述外壳(25)围绕所述导体组件(71,72)闭合时包封所述第一感测电极(340)和所述导体(80)的至少一部分,以用于在所述第一感测电极(340)和所述闭合件(3)的外部之间提供电磁屏蔽。
12.根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4,5),包括具有电传感器触点的电路板,所述电传感器触点与所述第一感测电极(140,240,340,440)电连接。
13.一种用于电力网络的导体组件(71,72),所述导体组件包括根据权利要求1所述的闭合件(1,2,3,4,5)和电力传输导体(80)。
14.根据权利要求13所述的导体组件,其中,所述导体组件包括电力电缆或汇流条。
15.一种电力网络,所述电力网络包括根据权利要求13或权利要求14所述的导体组件。
CN201480029747.8A 2013-05-24 2014-05-08 闭合件 Expired - Fee Related CN105247750B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13169066.1A EP2806277B1 (en) 2013-05-24 2013-05-24 Closure
EP13169066.1 2013-05-24
PCT/US2014/037341 WO2014189689A1 (en) 2013-05-24 2014-05-08 Closure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105247750A CN105247750A (zh) 2016-01-13
CN105247750B true CN105247750B (zh) 2018-11-20

Family

ID=48536708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480029747.8A Expired - Fee Related CN105247750B (zh) 2013-05-24 2014-05-08 闭合件

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9739804B2 (zh)
EP (1) EP2806277B1 (zh)
JP (1) JP2016519563A (zh)
KR (1) KR20160013089A (zh)
CN (1) CN105247750B (zh)
AR (1) AR096397A1 (zh)
AU (1) AU2014268986A1 (zh)
BR (1) BR112015029103A2 (zh)
CA (1) CA2912531A1 (zh)
ES (1) ES2578054T3 (zh)
RU (1) RU2015149274A (zh)
TW (1) TW201510539A (zh)
WO (1) WO2014189689A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7683036B2 (en) 2003-07-31 2010-03-23 Regulus Therapeutics Inc. Oligomeric compounds and compositions for use in modulation of small non-coding RNAs
JP6055342B2 (ja) * 2013-03-13 2016-12-27 東日本電信電話株式会社 一体型非接触プローブ
EP2816361B1 (en) * 2013-06-19 2016-05-18 3M Innovative Properties Company Conductor assembly
DK2818881T3 (en) * 2013-06-25 2016-08-22 3M Innovative Properties Co EDITORIAL COLLECTION
AU2014407928B2 (en) * 2014-10-01 2018-04-05 Ormazabal Protection and Automation, S.L.U. Insulated high-voltage adapter
FR3041102B1 (fr) * 2015-09-10 2017-09-08 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de controle d'un conducteur electrique et installation electrique comportant un tel dispositif
WO2017066658A1 (en) * 2015-10-16 2017-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Non-intrusive monitoring
CN108418170B (zh) * 2018-04-13 2023-12-29 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 高压电缆接头包裹式柔性防火防爆毯拼装结构
CN108732410B (zh) * 2018-06-04 2024-02-20 清大智能(北京)科技有限公司 一种用于配电线路的电压测量装置
EP3578998B1 (en) 2018-06-08 2024-09-04 3M Innovative Properties Company Impedance assembly
EP3850380A1 (en) 2018-09-10 2021-07-21 3M Innovative Properties Company Electrical power cable monitoring device using low side electrode and earth ground separation
US11670930B2 (en) 2018-09-10 2023-06-06 3M Innovative Properties Company Support structure for cable and cable accessory condition monitoring devices
EP3850381A2 (en) 2018-09-10 2021-07-21 3M Innovative Properties Company Electrical power cable monitoring device including partial discharge sensor
GB2579376B (en) * 2018-11-29 2020-12-30 Trust Power Ltd Non-invasive electricity monitoring
DE102018130830B3 (de) * 2018-12-04 2020-01-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Prüfvorrichtung zum Erfassen eines Isolationswiderstands einer Hochvoltleitung sowie zugehöriges Prüfverfahren
BR112021012074A2 (pt) 2018-12-21 2021-10-19 3M Innovative Properties Company Dispositivo de preparação de cabo de energia elétrica
CN109655649B (zh) * 2019-01-23 2023-12-01 柏宜照明(上海)股份有限公司 防呆装配的剩余电流互感器
US11988703B2 (en) 2019-12-31 2024-05-21 3M Innovative Properties Company Monitoring system for evaluating a condition of an electrical grid
JP2023549742A (ja) * 2020-11-24 2023-11-29 レモニ エー/エス 地下電力ケーブルの絶縁欠陥を検出するためのシステム及び方法
DE102021107539A1 (de) * 2021-03-25 2022-09-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schutzeinrichtung für ein Hochvoltkabel, Hochvoltkabel, Hochvoltbordnetz sowie Kraftfahrzeug
JP7456988B2 (ja) * 2021-09-15 2024-03-27 株式会社東芝 センサ及び電気装置
EP4318833A1 (en) * 2022-08-03 2024-02-07 Connecteurs Electriques Deutsch High-voltage connector device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090130A (en) * 1976-12-06 1978-05-16 United Technologies Corporation Capacitive coupled clamp-on voltage probe
US5565783A (en) * 1994-09-29 1996-10-15 Pacific Gas And Electric Company Fault sensor device with radio transceiver

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1277371C (en) 1984-07-02 1990-12-04 Graham J. Clarke High voltage apparatus
US4795973A (en) * 1984-11-08 1989-01-03 Niagara Mohawk Power Corporation Line mounted apparatus for measuring line potential
DE3702735A1 (de) 1987-01-30 1988-08-11 Josef Dipl Ing Trott Kapazitiver spannungsteiler fuer hochspannungskabel
DE3717980C2 (de) 1987-05-27 1996-05-02 Siemens Ag Verschlußsystem für eine längsgeteilte Kabelmuffe aus Kunststoff
KR100250515B1 (ko) * 1994-04-25 2000-04-01 리챠드 에이. 코벨 자체 전원 공급 전력라인 센서
GB9414036D0 (en) * 1994-07-11 1994-09-28 Raychem Ltd Electrical interconnection
JP3540019B2 (ja) * 1994-08-10 2004-07-07 関西電力株式会社 変流器固定具
EP0736776B1 (en) * 1995-04-05 2010-04-28 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Non-contact voltage probe apparatus
JP3591280B2 (ja) * 1998-03-02 2004-11-17 住友電装株式会社 コネクタ
JP3761470B2 (ja) * 2001-04-04 2006-03-29 北斗電子工業株式会社 非接触電圧計測方法及び装置並びに検出プローブ
JP4134528B2 (ja) * 2001-05-16 2008-08-20 株式会社日立製作所 被覆電力線用電圧測定装置
JP2005158655A (ja) 2003-11-28 2005-06-16 I-Pex Co Ltd 同軸ケーブル用コネクタ
BRPI0506472A (pt) * 2004-01-07 2007-02-06 Suparules Ltd dispositivo para medição de voltagem
US7265533B2 (en) * 2004-06-15 2007-09-04 Power Measurement Ltd. Non-intrusive power monitor
JP2006100204A (ja) 2004-09-30 2006-04-13 Sumitomo Electric Ind Ltd シールドケーブルの接続端子構造及びその電気接続構造
US7307219B1 (en) 2006-06-07 2007-12-11 3M Innovative Properties Company Closure housing for sealing
JP2009004147A (ja) 2007-06-20 2009-01-08 Yazaki Corp コンデンサ内蔵同軸コネクタ
KR100965818B1 (ko) 2008-05-13 2010-06-24 태화트랜스 주식회사 로고스키코일을 구비하는 분할클램프식 전류센서
PL2630711T3 (pl) * 2010-10-19 2015-02-27 3M Innovative Properties Co Obudowa dla połączenia kablowego
CN103501976B (zh) 2011-06-07 2017-02-22 山内株式会社 缓冲材料用表层材料和热压用缓冲材料
US8493054B2 (en) * 2011-06-14 2013-07-23 International Business Machines Corporation Calibration of non-contact voltage sensors
US9000752B2 (en) 2011-06-14 2015-04-07 International Business Machines Corporation Multi-conductor cable current and voltage sensors
ES2855524T3 (es) * 2012-12-05 2021-09-23 Schneider Electric Usa Inc Sensor de medición de tensión aislado y autocalibrado

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090130A (en) * 1976-12-06 1978-05-16 United Technologies Corporation Capacitive coupled clamp-on voltage probe
US5565783A (en) * 1994-09-29 1996-10-15 Pacific Gas And Electric Company Fault sensor device with radio transceiver

Also Published As

Publication number Publication date
AR096397A1 (es) 2015-12-30
BR112015029103A2 (pt) 2017-07-25
AU2014268986A1 (en) 2015-12-03
EP2806277B1 (en) 2016-03-30
EP2806277A1 (en) 2014-11-26
JP2016519563A (ja) 2016-06-30
KR20160013089A (ko) 2016-02-03
ES2578054T3 (es) 2016-07-20
WO2014189689A1 (en) 2014-11-27
CA2912531A1 (en) 2014-11-27
US9739804B2 (en) 2017-08-22
TW201510539A (zh) 2015-03-16
US20160084888A1 (en) 2016-03-24
RU2015149274A (ru) 2017-06-29
CN105247750A (zh) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105247750B (zh) 闭合件
EP2430464B1 (en) System and method for sensing voltage in medium-to-high voltage applications
CN104620114B (zh) 具有绝缘体的电压测量装置
EP3298417B1 (en) Voltage sensor using a capacitive voltage divider
CN105340026B (zh) 导体组件
US8487606B2 (en) Sensor assembly, trip unit including the same, and method of manufacturing a sensor assembly
AU2014406779B2 (en) Cable termination with an integrated monitoring device
CN100570375C (zh) 用于电气开关装置的光学传感器布置
US20180100878A1 (en) Sensing device for an electrical system
CN210742376U (zh) 套管末屏电流及电压监测装置
TW201512669A (zh) 導體總成
EP3486662B1 (en) Voltage divider assembly
US7473847B2 (en) Coupling system between high-voltage electrical equipment
EP3575804A1 (en) Voltage sensor
CN114167178A (zh) 一种用于高压架空线的电信号测量装置
CN211627728U (zh) 电网过电压监测装置及其电极板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181120

Termination date: 20200508

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee