CN109416265B - 用于高压测量技术的测量变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于高压测量技术的测量变换器，包括：‑带有平行六面体状基本轮廓的壳体(1)；‑设置在所述壳体(1)上的输入接头(25、26)，这些输入接头引导在高压范围内的输入测量信号；‑设置在所述壳体(1)上的输出接头(12、13)，这些输出接头引导低压范围内的输出信号；‑设置在所述壳体(1)中的测量变换器电路(29)，该测量变换器电路实施在至少一个印制电路板(30)上且与输入和输出接头(12、13、25、26)接触连接，其中，‑所述壳体(1)的平行六面体状的基本轮廓被设计成竖直的构造型式；‑带有所述测量变换器电路(29)的所述印制电路板(30)竖直地设置在安置于所述壳体(1)中的拱顶(22)的对置的侧壁(23、24)之间；‑所述输入接头(25、26)彼此背离地在所述壳体(1)的基本轮廓内部设置在所述侧壁(23、24)的外侧面(27、28)上，以及穿过所述拱顶(22)的相应的侧壁(23、24)与所述印制电路板(30)上的测量变换器电路(29)接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高压测量技术的测量变换器。
背景技术
为了理解本发明，简短地介绍一下其背景。于是，在高电压测量技术或高压测量技术(HV-测量技术)中测量变换器的应用范围广泛。如果待测信号处于高电压范围内——例如对生产设备、建筑物、铁道设备的供电，则这些高电压必须保持远离控制工程，即充分地电隔离，并转换成对人员和设备无危险的测量信号。申请人例如提供了用于高达6000V AC/DC的工作电压的测量变换器。特别是对于高电势上的小信号，必须确保高的共模抑制比(CMRR)，因为否则共模电压会引起明显的错误。无关于待测电压的大小，特别是在信号源与信号阱之间的距离远的情况下，在测量部位与控制工程之间会产生能导致明显的测量错误的电势差。通过电势隔离，完全消除了这些电势差的影响，进而消除了测量错误。已知的测量变换器提供了一种三端口电势隔离，从而在任何情况下都防止不利的信号影响。
例如在US 2010/0007358 A1中记载了最接近的现有技术，根据所附的由该文献可得到的附图15，其公开了一种具有如下特征的测量变换器：
-带有平行六面体状(quaderfoermigen)整体轮廓的壳体(102)；
-设置在壳体(102)上的输入接头(108)，这些输入接头引导在高压范围内的输入测量信号；
-保持在壳体(102)上的输出接头(110、112)，这些输出接头引导低压范围内的输出信号；
-设置在壳体(102)中的测量变换器电路，该测量变换器电路实施在至少一个印制电路板(124)上且带有不同的组件(106至146)，该测量变换器电路与输入和输出接头(108、110、112)接触连接。
这种HV-测量变换器主要存在有至少两个在空间上隔离开的连接区域、即用于电连接至少一个(引导高电压的)输入信号的所提到的输入接头区域和用于提取至少一个电隔离的输出信号以及例如用于供应辅助电能的输出接头区域。
现在参照图15详述在现有技术中产生的问题。
输入接头螺栓(108)具有外螺纹(例如M5)，并穿过大体积的肋式绝缘器(150)，以便既在两个输入接头螺栓(108)本身之间又在输入接头螺栓(108)与紧邻于测量变换器安装地点的组件和安装面之间实现足够长的爬电距离。
由于输入接头螺栓(108)高于安装面的仅有约25mm的很小的伸出高度，相距可能导电的安装面的绝缘空气隙相对地小。借助这种连接螺栓的常用的连接技术采用了电缆接线头，这些电缆接线头带有直径略大于5mm的孔，并且插到螺栓上且随后分别用至少一个螺母固定。在此，电缆接线头在连接螺栓上的角度位置当然未予规定。由此会在安装疏忽时出现减小的绝缘空气隙，因为这些电缆接线头以并非所愿的方式相互靠近，或者靠近相对的连接螺栓或安装面。此外，由于引线，会有扭矩作用到电缆接线头上，这种扭矩会导致连接螺栓上的电缆接线头事后扭转，甚至导致电缆接线头松动。
输出侧的连接螺栓(110、112)基本上也会出现这种问题，这些连接螺栓同样可以设有M5外螺纹。在安装面导电时，由此有可能也会减小空气隙和在输入接头螺栓(108)与输出接头螺栓(110、112)之间的爬电距离。
对于图15中所示的高电压测量变换器，既未为输入接头螺栓、又未为输出接头螺栓设置保护盖件。由此存在如下危险：外部环境影响比如湿气、灰尘、污物会影响爬电距离的效果，金属接触部件会遭受增大的腐蚀。此外，也没有接触防护，从而例如在安装和维护作业时无法满足对人员安全的当前要求。
结合内部的壳体特征也会发现一些缺陷：连接螺栓(108)与印制电路板的电连接借助于多股接线(152)来实现。这些多股接线的位置未明确规定。特别是在测量变换器的引导高电压的输入侧，这会导致并非所愿地影响信号传输，有时会影响绝缘。
根据图15构造的测量变换器可以具有如下典型的尺寸和间距：
在所示的带U形内凹的四个固定悬臂(154)之间形成下面提及的安装面。连接螺栓(108、112、110)高出该安装面的高度约为25mm，螺栓(108)相互间的距离约为70mm，输出螺栓(112、110)相互间的距离约为12mm，高出安装板的壳体高度约为50mm，包括固定悬臂在内的测量变换器的整个宽度约为134mm，包括螺栓(108、110、112)在内的测量变换器的整个长度约为210mm。
总之，对于该测量变换器，可以注意到，由于扁平平行六面体状的壳体轮廓，需要相当大的约280cm2的面积，并且引导电压的各部分相互间的及相距安装面的距离有限。
其它已知的具有类似壳体设计的测量变换器由不同的制造商在市场上提供，比如ABB法国公司的名称为“Sensor/Capteur VS1500B”的测量变换器。相比于图15中所示的测量变换器，对于该设备，输入接头螺栓相距安装面的距离虽然有所增大，因为输入接头螺栓布置在壳体顶面上。但是，已借助上面引用的现有技术介绍过的问题点在这里同样适用，这些问题点与相距安装面的距离无关。
附加地，由于输入接头螺栓在空间上靠近位于测量变换器侧的输出接头螺栓，在电缆接线头或连接导线不利地朝向时，会以不利的方式缩短爬电距离和空气隙，进而降低绝缘能力。
发明内容
基于现有技术的所述问题，本发明的目的在于，对用于高压测量技术的测量变换器加以改进，从而该测量变换器在需求面积减小的情况下以特殊的方式满足了对绝缘特性的高要求和相对于外界环境影响的不敏感性的高要求。
本发明的解决方案的基本构思在后面给出，并且其特征如下：
-壳体的平行六面体状整体轮廓被设计成竖直的构造型式，其具有相比于底面长度较短的宽度，且具有比宽度大的高度；
-带有测量变换器电路的印制电路板竖直地设置在安置于壳体中的绝缘拱顶的对置的侧壁之间；以及
-各输入接头彼此背离地在壳体的整体轮廓内部设置在侧壁的外侧面上，并且穿过拱顶的相应侧壁而与印制电路板上的测量变换器电路的连接部件接触。
本发明的高压测量变换器的一个主要的区别特征是，壳体构造成竖直的构造型式，并且特别地将引导高电压的输入接头部件设置在壳体中，其中，输入接头部件尤其可以设计成带外螺纹的输入接头螺栓。输入接头部件的其它设计方式也可以是螺纹套或夹紧接头。
输入接头布置在壳体的对置的纵侧面上，确切地说，布置在中央的拱顶上，该拱顶优选是本发明的壳体形状的整体的组成部分。在输入接头区域中，本发明的壳体和引导高电压的输入接头经过成形，从而输入接头不突出于壳体轮廓。
根据本发明的测量变换器的一种优选的改进，壳体的侧边长比例为，壳体的宽度与长度之比介于1:2和1:3之间，或者，壳体的宽度与高度之比介于1:1.5和1:2.5之间。
由于输入接头布置在壳体的整体轮廓之内，根据一种改进，可以插上一种保护罩形式的盖件，其完全包围引导高电压的输入接头区域，而测量变换器的外轮廓不会明显增大。可插上的该保护罩可以用一个或多个螺钉与壳体牢固地拧紧、和/或也通过卡锁部件予以固定。
优选地，在包括密封部件的情况下将保护罩固定在壳体底座上，例如，保护罩在这种情况下在某些区段中具有槽形式的内凹，例如用来接纳密封弹性体，该密封弹性体又与位于壳体的某些区段中的密封面一起保证了全面的密封。由此确保特别高的防护，以防污物和进入的湿气。保护罩可以附加地用作接触防护，如果在维护作业时人员可进入相应的设备区域，在这些设备区域中可能出现危险的电压和电流。
作为中间结果确定无疑的是，相比于现有技术，测量变换器的根据本发明的设计使得在安装面上明显地节省地方和面积。这一方面通过具有小基面的竖直的构造型式得以实现，另一方面通过把输入接头在中央的拱顶上布置在纵侧面上以及通过可插上的保护罩来实现，由此使得相距相邻组件的安装和绝缘防护距离保持得很小。由保护罩和壳体连同其中央拱顶形成的用于输入连接螺栓的连接腔还可以配备通风通道，从而可以朝向底板对该连接腔通风，以便实现气候平衡。
根据另一优选的实施方式，在壳体中，分别在拱顶旁侧优选在竖直的侧壁上，分别设有通孔，用于使得输入侧的高压连接导线穿过伸至输入接头，其中，可把例如由弹性体构成的套管塞入到通孔中，这些套管可以用作作为密封件和弯折防护件。在此优选地，这些通孔在壳体底座的面向保护罩的边缘上布置成横向于高压连接导线的穿引方向开口的凹缺。由此实现很简单地装配连接导线，在取下保护罩情况下，这些连接导线从一侧必要时利用套管插入到这些凹缺中，随后，在把电缆接线头固定于相应的输入接头螺栓上之后，在利用套管固定连接导线的情况下，将保护罩卡锁到壳体底座上。
通过对连接导线的这种引导，确定了其电缆接线头的最佳位置，并且特别是在插上保护罩之后，由引线引起的作用到电缆接线头上的扭矩得到减小。通过壳体的竖直的构造方式，“自动地”保证了相距连接导线的安装面的最大距离。该距离明显比在根据开篇所述的现有技术的测量变换器情况下大。
在本发明的另一优选的实施方式中，在拱顶上布置了在输入接头上方突伸的绝缘顶部和/或在输入接头旁边伸展的绝缘接条。附加地，可以给拱顶的面向输入接头的表面区域并且给——如果存在的话——绝缘顶部设置表面的肋型部。
通过这些绝缘顶部和其上可能存在的绝缘接条和肋型部，延长了在相对的输入接头之间的爬电距离。
输入接头的一种优选的实施方式规定，把这些输入接头构造成连接螺栓，这些连接螺栓分别压入地保持在位于拱顶侧壁上的容纳部中，并通过压入过程与在印制电路板上的测量变换器电路的电接触面导电地连接。因此无需用于使得输入接头螺栓与印制电路板连接的多股接线。由此避免了开篇所述的缺点，比如在针对根据现有技术的测量变换器利用多股接线实施布线时就会产生这些缺点。此外，压入过程可以完全机械化地且自动化地进行，这在使用多股接线时是很难的。
为了改善测量变换器的组件的功能划分，可以在另一优选的实施方式中规定，在壳体的外侧面、优选窄侧面上设置输出接头区域，在壳体中利用分隔壁把该输出接头区域与施加高压的测量变换器电路分隔开，以及在该输出接头区域中设置有低压输出接头，必要时还设置有其它辅助能量接头、操作部件和/或信号发送部件。由此使得输出接头区域原则上与印制电路板的真正的主要区域分隔开，该主要区域带有测量变换器电路的功能产生组件，这为本发明的另一优选的实施方式提供了基础，据此，带有这些功能产生组件的拱顶内腔可以通过浇注被严密地密封，而浇注物质并不进入到输出接头区域中。可引入的浇注物质保护电子机构免遭有害的环境影响，提高了对机械载荷的耐受度，并确保了在印制电路板上的不同的电路相互间的电绝缘以及相对于测量变换器的直接的安装外围的电绝缘。
根据本发明的另一改进，在分隔壁中设置有朝向壳体底部开口的、优选可密封的狭槽，用于穿过优选一体地构造的印制电路板，以及在印制电路板上在狭槽的延长部段设置有朝向其背离底部的上边缘开口的、优选可密封的内凹，用于穿过分隔壁。由此可实现将印制电路板特别简单地安装在带有分隔壁的壳体中，其中，通过密封件又保持可以浇注内腔。也就是，在测量变换器的工厂组装期间把印制电路板推入到壳体中时，印制电路板的一部分插入到该狭槽中，该部分使得接头区域与电子机构的余下部分机械地且电地连接。分隔壁上的狭槽在此可以具有密封件例如弹性体。印制电路板上的前述内凹在此经过成形，从而在把印制电路板推入到壳体中时，将分隔壁插入到印制电路板的该内凹中。在完全推入印制电路板之后，印制电路板的用于接触以后要安装的输入连接螺栓的接触部位于是位于壳体的中央拱顶内部的相应的区段中。
根据本发明的一种有利的实施方式还规定，在分隔壁前面外侧，在输出接头区域中，在印制电路板的那里的区段与安置在印制电路板边缘侧的低压输出接头和必要时其它的辅助能量接头、操作部件和/或信号发送部件之间设置有挡板部件。该挡板部件用于遮挡位于输出夹头和辅助能量夹头以及操作部件和信号发送部件后面的印制电路板区域，且可以用作视屏和接触防护。此外，该挡板部件可以用作标牌区域以及用作信号发送装置比如LED的光学挡板。另外，挡板部件可以用作检查和调整触点或诊断触点的引导部件，这些触点可以例如在工厂配置时或者在工厂调整时予以采用。
最后，根据一种优选的改进规定，通过保护罩来保护例如带有输出夹头和辅助能量夹头以及可能的操作和信号发送部件的输出接头区域免受直接污染和喷淋水。该保护罩可以透明地设计，以便从外面也能看到信号发送和操作部件。此外，输出夹头和辅助能量夹头以及可能的操作和信号发送部件于是只有在去除保护罩之后才可操纵。
附图说明
本发明的其它特征、细节和优点可由参照附图对实施例的后续说明得到。
图1和2从两个不同的方向示出高压测量变换器的立体图；
图3至6从根据图1的箭头方向Ⅲ至Ⅵ示出了该测量变换器；
图7为在把用于输出接头区域的保护盖取下的情况下根据图1的测量变换器的立体图；
图8按照图7的箭头方向Ⅷ示出了测量变换器的狭窄侧的视图；
图9为在输出接头区域上没有保护盖并且把用于输入接头区域的保护盖取下情况下的测量变换器的立体图；
图10和11为从根据图9的箭头方向Ⅹ和Ⅺ示出的测量变换器的侧视图；
图12至14为根据图10和11的剖切线Ⅻ-Ⅻ、ⅩⅢ-ⅩⅢ和ⅪⅤ-ⅪⅤ剖切的测量变换器的剖视图；以及
图15为根据US 2010/0007358 A1的测量变换器的立体图。
具体实施方式
如由图1至6可见，用于高压测量技术的测量变换器具有由通常绝缘的材料构成的壳体1，该壳体表现出一种平行六面体状的整体轮廓。在此选用了竖直的构造型式，其中，壳体1的底部2(无用于安装的固定吸盘3)具有相比于长度L明显较小的宽度B。于是，底部2进而壳体1的宽度-长度比约为1:2.3。壳体1的高度H相比之下明显大于宽度B。于是在所示情况下，宽度-高度比约为1:1.7。
由于平行六面体状，壳体1除了具有由底部2形成的底面外，主要还具有：彼此背离的宽侧壁4、5；两个彼此背离的窄侧壁6、7；和顶壁8。用于测量变换器的两个高压连接导线9、10穿过一个窄侧壁6。
在对置的窄侧壁7上设置着输出接头区域11，特别是如由图7和8可见，在该输出接头区域中设置着用于低压信号比如低压测量信号或辅助信号(比如故障信号的形式)的输出夹头12、辅助能量夹头13以及操作和信号发送部件14，例如以旋转开关、按键、翻转开关或DIP开关和LED的形式。
壳体1本身被分成壳体底座15和可从壳体底座15取下的保护罩16，该保护罩占据顶壁8和两个宽侧壁4、5的一部分。该保护罩可以通过螺钉17例如使用铅封固定在壳体上。为了密封壳体内腔，这里设置了在保护罩16中环绕的弹性体部件(未示出)作为密封件，这些密封件与在壳体底座15的罩侧的边缘18上的相应的密封边19配合作用。
图1至4和6所示的在壳体1的窄侧壁7上的保护罩20用于遮盖输出接头区域和布置在那里的部件。保护罩20也可以通过相应的螺钉21固定在壳体底座上，其中，未详细示出的卡锁部件可以辅助安装和固定。
由图1至6可清楚地看到本发明的一个重点，即壳体1的整体轮廓的竖直的构造型式，而第二个重点，即用于优化电绝缘特性的措施，将借助图9至14予以介绍。于是在壳体1内部设置了与壳体底座15一体地构造的、布置在中央的拱顶22，该拱顶朝向底部2向下开口地构造。拱顶的与壳体1的宽侧壁4、5对置的侧壁23、24主要用于接纳和固定测量变换器的压入在这些侧壁23、24中的、螺栓形的输入接头25、26。输入接头25、26因而在壳体1的整体轮廓内部布置在拱顶22的侧壁23、24的彼此背离的外侧面27、28上，从而还可以将保护罩16插在其上方。
如由根据图12至14的剖视图可见，在侧壁23、24之间，把带有整体上标有29的测量变换器电路的印制电路板30从下面沿着相应的引导件31插入，并通过随后安置的底板50固定在壳体1中。把螺栓形的输入接头25、26连接在印制电路板30上的测量变换器电路29的相应的接触面K上，这在印制电路板30压装时定位之后进行，其中，同时使得输入接头25、26与这些接触面K接触。
如由图9至14还可明显地看出，输入接头25、26的外端部构造成螺纹销钉32、33，高压连接导线9、10的相应的电缆接线头34、35可以插到螺纹销钉上并拧紧。特别是由图9可明显地看出，高压连接导线9、10本身穿过通孔36、37，这些通孔分别在拱顶22的旁侧布置在壳体底座15的竖直的窄侧壁6上，这些通孔分别设计成横向于穿过方向D向上开口的凹缺。由此，图9中所示配置的连接导线9、10能够以很简单的方式——必要时并入作为密封件和弯折防护件的套管——插入到通孔36、37中，并使得其电缆接线头34、35与输入接头25、26拧紧。这明显简化了安装，但也致使连接导线9、10的准确地规定的位置。
此外如由图9可见，在拱顶22的侧壁23、24上的围绕输入接头25、26的区域设有弧形地伸展的肋型部38，由此增大了两个输入接头25、26之间的爬电距离。在拱顶25的上边缘在输入接头25、26上方突伸的、顶棚式地形成的绝缘顶部39、40和在输入接头25、26旁边在朝向输出接头区域11的一侧伸展的绝缘接条41、42也用于相同的目的。这里也设置了表面的肋型部43，用于延长爬电距离。
特别是如由图14可见，印制电路板30与其测量变换器电路29一体地构造，并且延伸到输出接头区域11中，在那里连接着相应的夹头12、13以及操作和信号发送部件14。但在真正的测量变换器电路29与该输出接头区域11之间，壳体1被分隔壁44分开，其中在印制电路板30和分隔壁44上的、在这些图中由于剖切位置而不能详细地看到的交替地沿竖直方向继续的狭槽负责使得印制电路板30可以从下面推入到壳体中，并且沿着该分隔壁44伸展过去。利用合适的密封件比如弹性体密封条，可以使得这些狭槽严密地密封。由此于是也可行的是，在把真正的底板50插入到壳体底座15的环绕的底脚51中之前，利用在图12和13中用宽阴影线示出的浇注物质45真空地浇注拱顶22的内腔。由此特别是使得测量变换器电路29在拱顶22的内腔46中密封。
为了保护印制电路板30的伸入到输出接头区域11中的部分以防接触，最后在分隔壁44前面外侧，在输出接头区域11中、在印制电路板30的在那里的区段与安置在印制电路板边缘侧的夹头12、13以及操作和信号发送部件14之间，设置了挡板部件47。
高压测量变换器可例如借助固定的螺旋连接，通过四个安置在旁侧的固定吸盘3或布置在底部2下面的安装轨保持装置49和与其配合作用的安装轨安装在装配面上。
总之，本发明的高压测量变换器特别是被设计用于应用在铁道技术中。它满足了对铁道应用的绝缘强度的比如特别是在EN50124-1中规定的要求。此外，该高压测量变换器也满足了EN 50178(强电设备配置)、UL347(中等电压AC接触器、控制器和控制中心)和EN61010-1(电气测量设备、控制设备、调节设备和实验室设备的安全规定)的绝缘要求。爬电距离和空气隙以及固定的绝缘经过设计，从而即使在恶劣的环境条件下比如潮湿、尘埃、污物和比如因闪电作用所致的超电压事件也会实现可靠的设备防护和人员防护。该高压测量变换器可以应用于直至大约5000V的电势和测量电压。除了其它可能的应用领域外，该高压测量变换器还可用于在DC铁道供电中的牵引电流监控、用于准确地绘出电流曲线以便识别短路、用于监视牵引变频器或牵引电动机、辅助工作变频器和蓄电池。由于能够广泛的应用性，对功能、壳体构造、壳体材料和机电组件与电子组件产生了高要求。
Claims (23)
1.一种用于高压测量技术的测量变换器，包括：
-带有平行六面体状的整体轮廓的壳体(1)；
-设置在所述壳体(1)上的输入接头(25、26)，这些输入接头引导在高压范围内的输入测量信号；
-设置在所述壳体(1)上的输出接头(12、13)，这些输出接头引导在低压范围内的输出信号；
-设置在所述壳体(1)中的测量变换器电路(29)，该测量变换器电路实施在至少一个印制电路板(30)上且与所述输入接头(25、26)和所述输出接头(12、13)接触连接，
其特征在于，
-所述壳体(1)的所述平行六面体状的整体轮廓被设计成竖直的构造型式，其具有比底部(2)的长度(L)要短的宽度(B)，且具有比所述宽度(B)要大的高度(H)；
-带有所述测量变换器电路(29)的所述印制电路板(30)竖直地设置在安置于所述壳体(1)中的绝缘的拱顶(22)的对置的侧壁(23、24)之间；以及
-所述输入接头(25、26)
＝彼此背离地在所述壳体(1)的整体轮廓内部设置在所述侧壁(23、24)的外侧面(27、28)上，以及
＝穿过所述拱顶(22)的相应的侧壁(23、24)与所述印制电路板(30)上的测量变换器电路(29)的接触部件(K)接触。
2.如权利要求1所述的测量变换器，其特征在于，所述壳体(1)的宽度(B)与长度(L)之比介于1:2和1:3之间，和/或，所述壳体(1)的宽度(B)与高度(H)之比介于1:1.5和1:2.5之间。
3.如权利要求1或2所述的测量变换器，其特征在于，所述输入接头(25、26)被形成所述壳体(1)的一部分的、可取下的保护罩(16)遮盖，该保护罩固定在余下的壳体底座(15)上。
4.如权利要求3所述的测量变换器，其特征在于，在所述壳体(1)中，在所述拱顶(22)旁侧分别设有通孔(36、37)，用于使得输入侧的高压连接导线(9、10)穿过伸至所述输入接头(25、26)。
5.如权利要求4所述的测量变换器，其特征在于，所述通孔(36、37)在所述壳体底座(15)的面向所述保护罩(16)的边缘上布置成横向于所述高压连接导线(9、10)的穿引方向(D)开口的凹缺。
6.如权利要求1所述的测量变换器，其特征在于，在所述拱顶(22)上设置有在所述输入接头(25、26)上方突伸的绝缘顶部(39、40)和/或在所述输入接头(25、26)旁边伸展的绝缘接条(41、42)。
7.如权利要求1、2或6所述的测量变换器，其特征在于，所述拱顶(22)的面向所述输入接头(25、26)的表面区域设置有表面的肋型部(38、43)。
8.如权利要求1、2或6所述的测量变换器，其特征在于，所述输入接头(25、26)构造成连接螺栓，这些连接螺栓分别压入地保持在所述拱顶(22)的侧壁(23、24)中，并通过压入过程与在所述印制电路板(30)上的所述测量变换器电路(29)的电接触面(K)导电地连接。
9.如权利要求1、2或6所述的测量变换器，其特征在于，在所述壳体(1)的外侧面上设置有输出接头区域(11)，在所述壳体(1)中利用分隔壁(44)把该输出接头区域与被施加高压的所述测量变换器电路(29)分隔开，在该输出接头区域中设置有低压输出接头(12)。
10.如权利要求1、2或6所述的测量变换器，其特征在于，所述拱顶(22)的带有所述测量变换器电路(29)的内腔(46)通过浇注件(45)被密封。
11.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，在所述分隔壁(44)上设置有朝向所述壳体(1)的底部(2)开口的狭槽，用于穿过所述印制电路板(30)，以及在所述印制电路板(30)上在所述狭槽的延长部段设置有朝向其背离所述底部(2)的上边缘开口的内凹，用于穿过所述分隔壁(44)。
12.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，在所述分隔壁(44)的前面外侧，在所述输出接头区域(11)中，在所述印制电路板(30)的在那里的区段与安置在所述印制电路板(30)边缘侧的低压输出接头(12)之间设置有挡板部件(47)。
13.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，所述输出接头区域(11)被能从所述壳体(1)取下的保护盖罩(20)遮盖。
14.如权利要求1或2所述的测量变换器，其特征在于，所述输入接头(25、26)被形成所述壳体(1)的一部分的、可取下的保护罩(16)遮盖，该保护罩在包括密封件(19)的情况下固定在余下的壳体底座(15)上。
15.如权利要求3所述的测量变换器，其特征在于，在所述壳体(1)中，分别在所述拱顶(22)旁侧，在所述壳体底座(15)的竖直的侧壁(6)上分别设置有通孔(36、37)，用于使得输入侧的高压连接导线(9、10)穿过伸至所述输入接头(25、26)。
16.如权利要求6所述的测量变换器，其特征在于，所述拱顶(22)的面向所述输入接头(25、26)的表面区域以及所述绝缘顶部(39、40)设置有表面的肋型部(38、43)。
17.如权利要求1、2或6所述的测量变换器，其特征在于，在所述壳体(1)的窄侧面(7)上设置有输出接头区域(11)，在所述壳体(1)中利用分隔壁(44)把该输出接头区域与被施加高压的所述测量变换器电路(29)分隔开，在该输出接头区域中设置有低压输出接头(12)。
18.如权利要求1、2或6所述的测量变换器，其特征在于，在所述壳体(1)的窄侧面(7)上设置有输出接头区域(11)，在所述壳体(1)中利用分隔壁(44)把该输出接头区域与被施加高压的所述测量变换器电路(29)分隔开，在该输出接头区域中设置有低压输出接头(12)以及还有其它辅助能量接头(13)、操作部件和/或信号发送部件(14)。
19.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，在所述分隔壁(44)上设置有朝向所述壳体(1)的底部(2)开口的、可密封的狭槽，用于穿过所述印制电路板(30)，以及在所述印制电路板(30)上在所述狭槽的延长部段设置有朝向其背离所述底部(2)的上边缘开口的内凹，用于穿过所述分隔壁(44)。
20.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，在所述分隔壁(44)上设置有朝向所述壳体(1)的底部(2)开口的、可密封的狭槽，用于穿过一体地构造的所述印制电路板(30)，以及在所述印制电路板(30)上在所述狭槽的延长部段设置有朝向其背离所述底部(2)的上边缘开口的内凹，用于穿过所述分隔壁(44)。
21.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，在所述分隔壁(44)上设置有朝向所述壳体(1)的底部(2)开口的、可密封的狭槽，用于穿过一体地构造的所述印制电路板(30)，以及在所述印制电路板(30)上在所述狭槽的延长部段设置有朝向其背离所述底部(2)的上边缘开口的、可密封的内凹，用于穿过所述分隔壁(44)。
22.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，在所述分隔壁(44)的前面外侧，在所述输出接头区域(11)中，在所述印制电路板(30)的在那里的区段与安置在所述印制电路板(30)边缘侧的低压输出接头(12)和其它的辅助能量接头(13)、操作部件和/或信号发送部件(14)之间设置有挡板部件(47)。
23.如权利要求9所述的测量变换器，其特征在于，所述输出接头区域(11)被能从所述壳体(1)取下的透明的保护盖罩(20)遮盖。
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|---|---|---|---|---|
| DE102018009382A1 (de) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Befestigungsvorrichtung für ein Sensorgehäuse |
| CN113825323B (zh) * | 2021-09-08 | 2024-04-05 | 西安睿高测控技术有限公司 | 一种抗轴向冲击过载微型传感器及其制作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2842822Y (zh) * | 2005-10-27 | 2006-11-29 | 中国南车集团株洲电力机车研究所 | 一种电传动电力电子功率变换器高压控制柜 |
| CN103733284A (zh) * | 2011-08-24 | 2014-04-16 | 胜美达集团株式会社 | 变压器 |
| DE102013204673A1 (de) * | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Berührschutzabdeckung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4121730B2 (ja) * | 2001-01-19 | 2008-07-23 | 富士通コンポーネント株式会社 | ポインティングデバイス及び携帯型情報機器 |
| DE102007050590B4 (de) * | 2007-10-23 | 2017-04-13 | Tyco Electronics Services Gmbh | Verteileranschlussmodul |
| ATE550670T1 (de) * | 2008-07-11 | 2012-04-15 | Lem Liaisons Electron Mec | Sensor für eine hochspannungsumgebung |
| DE102010029374A1 (de) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Leistungselektronikanordnung |
| DE102012104258A1 (de) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Klemmenblock, damit gebildete Anschlußvorrichtung sowie Feldgerät mit einer solchen Anschlußvorrichtung |
| CN204425175U (zh) * | 2015-01-31 | 2015-06-24 | 山东新风光电子科技发展有限公司 | 高压变频器功率单元 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2842822Y (zh) * | 2005-10-27 | 2006-11-29 | 中国南车集团株洲电力机车研究所 | 一种电传动电力电子功率变换器高压控制柜 |
| CN103733284A (zh) * | 2011-08-24 | 2014-04-16 | 胜美达集团株式会社 | 变压器 |
| DE102013204673A1 (de) * | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Berührschutzabdeckung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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