DE4435864A1 - Garnitur in Form einer Durchführung oder einer Steckbuchse für Kabelstecker - Google Patents
Garnitur in Form einer Durchführung oder einer Steckbuchse für KabelsteckerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Garnitur für Hochspannungs-Ener
gieversorgungsnetze in Form einer Durchführung oder einer
Steckbuchse für Kabelstecker, welche die Merkmale des Oberbe
griffs des Anspruches 1 aufweist.
Bei den bekannten Garnituren dieser Art ist sowohl die Genau
igkeit der Strommessung als auch die Genauigkeit der Span
nungsmessung mit hierfür üblichen Sensoren, die in den Iso
lierkörper eingebettet oder an diesen angesetzt sind, nicht
immer zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Garnitur
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sich eine
höhere Genauigkeit der von den Sensoren gelieferten Werte für
den Strom und/oder die Spannung erreichen läßt. Diese Aufgabe
löst eine Garnitur mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Mittels einer das elektrische Feld beeinflussenden Elektrode
kann ein Stromsensor gegen Störfelder, wie sie insbesondere
bei nebeneinander angeordneten Garnituren stets vorhanden
sind, abgeschirmt werden, was vor allem dann erhebliche Vor
teile ergibt, wenn als ein Stromsensor eine Rogowski-Spule
verwendet wird, da deren vom Strom induzierte Spannung durch
elektrische Störfeld erheblich verfälscht werden kann. Aber
auch für die Genauigkeit des von einem Spannungssensor gelie
ferten Signals ist eine Abschirmung des Spannungssensors
gegenüber Störfeldern vor allem dann besonders vorteilhaft,
wenn der Spannungssensor durch eine Elektrode gebildet wird,
die kapazitiv an den Leiter angekoppelt ist, dessen Spannung
zu messen oder zu überwachen ist. Selbstverständlich muß dabei
die Schirmelektrode so ausgebildet und angeordnet sein, daß
noch ein für die kapazitive Ankopplung geeignetes Feld vorhan
den ist. Ein weiterer Vorteil einer ein elektrisches Feld
beeinflussenden Elektrode in Verbindung mit einem Spannungs
sensor besteht darin, daß eine Beeinflussung des Koppelfeldes
dahingehend möglich ist, daß vorhandene Toleranzen des Aus
gangssignals des Spannungssensors zumindest in dem für die
gewünschte Gauigkeit erforderlichen Maße reduziert werden
können.
Bei einem Stromsensor in Form einer Rogowski-Spule kann die
Abschirmung dann, wenn sie das Magnetfeld unbeeinflußt läßt,
also nicht aus ferromagnetischem Material besteht, die Spule
vollständig umhüllen. Das diese Schirmelektrode bildende
Material kann elektrisch gut leitend oder halbleitend sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abschirmung
einen elektrisch isolierenden Träger mit einer elektrisch gut
leitenden oder halbleitenden Schicht auf. Wenn dieser Träger
aus einem elastisch deformierbaren Material besteht, bei
spielsweise Siliconkautschuk, kann er in Form einer Hülse
hergestellt werden, deren beide Endabschnitte dann, wenn die
Abschirmung montiert ist, von dem an der Rogowski-Spule anlie
genden Mittelabschnitt aus gegeneinander unter Einschluß der
Rogowski-Spule zurückgeschlagen sind. Dabei können die Endab
schnitte sich ein Stück weit überlappen, ohne daß sich um die
Rogowski-Spule herum Strombahnen ausbilden können, wenn die
Hülse nur einseitig mit dem elektrisch gut leitenden oder
halbleitenden Material beschichtet ist, da dann im Überlap
pungsbereich keine Kontaktbildung möglich ist.
An den Träger werden zweckmäßigerweise Elemente zur Positio
nierung des Sensors bezüglich des Isolierkörper und/oder
Elemente zur Festlegung einer Tülle für ein zum Sensor führen
des Kabel angeformt. Ein solcher Träger kann durch eine Hülse
gebildet sein, die in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt,
insbesondere gegossen werden kann.
Wenn der Spannungssensor die Form eines Ringes hat, der an
eine in axialem Abstand angeordnete, die zu detektierende
Spannung führende Gegenelektrode kapazitiv angekoppelt ist,
kann diese ringförmige Elektrode in allen Richtungen bis auf
die Richtung zur Gegenelektrode hin abgeschirmt sein. Damit
können vor allem von außen kommende Störfelder zumindest
weitgehend unterdrückt werden. Man kann aber auf diese Weise
auch den Einfluß unterschiedlicher Leiterdurchmesser im Be
reich der Ringelektrode, wie dies häufig bei Steckbuchsen für
Kabelstecker der Fall ist, auf das Spannungssignal unter
drücken, da dieses dann nicht mehr vom radialen Abstand der
Elektrode vom Leiter abhängig ist, sondern nur noch vom axia
len Abstand von der Gegenelektrode.
Vorteilhaft ist eine Schirmelektrode aus Leichtmetall mit
einem U-förmigen Querschnittsprofil, dessen beide Schenkel
sich in axialer Richtung erstrecken und zwischen sich den
Spannungssensor aufnehmen. In gewissem Maße kann hierbei der
Abstand von der Gegenelektrode an die Erfordernisse angepaßt
werden. Sofern es sich bei der Garnitur um eine Steckbuchse
für Kabelstecker handelt, kann als Gegenelektrode die Feld
steuerelektrode verwendet werden, die elektrisch leitend mit
dem Kontaktkörper der Steckbuchse verbunden ist.
Der Isolierkörper kann zwei in axialer Richtung hintereinander
angeordnete Teile aufweisen, von denen der eine im Bereich
seiner Außenmantelfläche wenigstens einen Sitz für einen
ringförmigen Stromsensor und/oder einen ringförmigen Span
nungssensor aufweist und der andere Teil den den Sitz oder die
Sitze bildenden Bereich des erstgenannten Teils übergreift.
Eine derartige Ausbildung des Isolierkörpers ermöglicht es,
wahlweise überhaupt keinen Sensor, nur einen Stromsensor, nur
einen Spannungssensor oder sowohl einen Stromsensor als auch
einen Spannungssensor vorzusehen und mittels der Sensoren
Strom und/oder Spannung anzuzeigen oder zu messen, je nach
dem, an welche Auswerteelektronik der Sensor oder die Sensoren
angeschlossen sind. Es braucht dann nur der erste Teil des
Isolierkörpers mit dem an die gewählte Ausstattung angepaßten
zweiten Teil ergänzt zu werden. Beispielsweise kann, wenn eine
Strommessung oder Stromanzeige erwünscht ist, auf den ersten
Teil des Isolierkörper eine Rogowski-Spule aufgeschoben wer
den. Wenn eine Spannungsmessung oder Spannungsanzeige er
wünscht ist, kann man eine Ringzone der Außenmantelfläche des
ersten Teils mit einer elektrisch gut leitenden oder halblei
tenden Schicht versehen. In diesem Falle kann man in axialer
Richtung neben dem Spannungssensor eine Schirmelektrode
und/oder eine Steuerungselektrode vorsehen, die ebenfalls
durch eine leitende oder halbleitende Schicht auf der Außen
mantelfläche des ersten Teils gebildet werden. Die Steuerelek
trode hat hierbei die Aufgabe, das Koppelfeld des Spannungs
sensors zu beeinflussen, um die Ausgangsspannung des Span
nungssensors abzugleichen, d. h. sie in dem zulässigen Tole
ranzbereich zu halten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die leitenden
Schichten mittels je eines Federringes kontaktiert, wodurch
Kontaktprobleme und Probleme bei der Herstellung einer Ver
bindung mit der Signalleitung vermieden werden.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels
in Form einer Steckbuchse für Kabelstecker mit einem
Stromsensor,
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Hülse zur Bildung der Ab
schirmung des Stromsensors gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Stirnansicht der Hülse gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 in einer die Durch
führung für eines Leiterenden einer Rogowski-Spule
enthaltenden Ebene,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die dem offenen Ende der Steck
buchse zugewandte Stirnseite der den Stromsensor
umhüllenden Abschirmung,
Fig. 6 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des
ersten Ausführungsbeispiels in einer von den Schnit
ten gemäß den Fig. 1 und 4 verschiedenen Ebene,
Fig. 7 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels
in Form einer Steckbuchse für Kabelstecker in einem
unvollendeten Zustand,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines mit dem in Fig. 7 darge
stellten Teil des Isolierkörpers kombinierbaren
Stromsensors sowie von drei Federringen für die
Kontaktierung von Elektroden einschließlich der
zugehörigen Verbindungsleitungen,
Fig. 9 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels
im fertigen Zustand,
Fig. 10 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels
in Form einer Steckbuchse für Kabelstecker mit einem
abgeschirmten Spannungssensor,
Fig. 11 einen unvollständig dargestellten Schnitt des dritten
Ausführungsbeispiels in einer von der Schnittebene
gemäß Fig. 10 verschiedenen Schnittebene.
Eine Steckbuchse für Kabelstecker, wie sie beispielsweise in
Verbindung mit Geräten eines Hochspannungs-Energieversorgungs
netzes, beispielsweise eines Schaltgerätes, verwendet wird, um
eine lösbare Verbindung zwischen einem im Inneren des gekap
selten Gerätes liegenden Leiter und einem sich außerhalb des
Gerätes befindenden Kabel herstellen zu können, weist einen
aus Gießharz bestehenden Isolierkörper 1 auf, in den ein
buchsenförmiger Kontaktkörper 2 konzentrisch zur Längsachse
des Isolierkörpers eingebettet ist. Dieser Kontaktkörper 2
steht über das eine Ende des Isolierkörpers 1 über und ist
hier mit dem im Inneren des Gerätes liegenden Leiter verbind
bar. Konzentrisch zum Kontaktkörper 2 schließt sich an dessen
offenes Ende ein konischer Kanal 3 an, der in der vom Kontakt
körper 2 wegweisenden Stirnfläche 4 des Isolierkörpers endet.
Im montierten Zustand liegt der Isolierkörper 1 unter Zwi
schenlage einer Dichtung an der Innenseite der Kapselung des
Gerätes an, wobei der konische Kanal 3 auf eine Öffnung in der
Wand der Kapselung ausgerichtet ist, deren Durchmesser an
denjenigen des konischen Kanals 3 in der Stirnfläche 4 ange
paßt ist.
Parallel zur Längsachse des Isolierkörpers 1 angeordnete und
in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Gewindebuchsen 5,
welche von der Stirnfläche 4 her in den Isolierkörper 1 ein
dringen, sind in diesen eingebettet. Sie nehmen die Schrauben
auf, mittels deren die Steckbuchse an der Wand der Kapselung
festgelegt ist. In den Isolierkörper 1 ist ferner eine Feld
steuerelektrode 6 eingebettet, welche kontaktbildend am offe
nen Endabschnitt des Kontaktkörpers 2 außen anliegt und mit
ihrem zylindrischen Teil sich in die das verjüngte Ende des
konischen Kanals 3 umgebende Materialpartie des Isolierkörpers
1 hinein erstreckt.
Zwischen dieser Feldsteuerelektrode 6 und den gegen diese
Elektrode weisenden Enden der Gewindebuchsen 5 ist konzen
trisch zum konischen Kanal 3 in den Isolierkörper 1 ein als
Ganzes mit 7 bezeichneter Stromsensor eingebettet. Dieser
Stromsensor 7 besteht aus einer gegen elektrische Felder
vollständig abgeschirmten Rogowski-Spule 7′. Die die
Rogowski-Spule 7′ vollständig umfassende Abschirmung weist
einen Träger 8 auf, der aus einer aus Silikonkautschuk beste
henden Hülse 9 gebildet ist. Diese Hülse 9 ist entweder auf
ihrer Innenmantelfläche oder auf ihrer Außenmantelfläche mit
einer elektrisch gut leitenden Schicht 9′ oder einer halblei
tenden Schicht versehen, welche die eigentliche Schirmelektro
de bildet.
Wie Fig. 2 zeigt, weist die gegossene Hülse 7 dann, wenn sie
der Gießform entnommen wird, einen zylindrischen Mittelab
schnitt 10, zwei von dessen Enden aus flanschartig sich nach
außen erstreckende Übergangsabschnitte 11 und 12 sowie je
einen sich an deren äußeren Rand anschließenden Endabschnitt
13 bzw. 14 auf. Der Außendurchmesser des Mittelabschnittes 10
ist an den Innendurchmesser, der Innendurchmesser der Endab
schnitte 13 und 14 an den Außendurchmesser der Rogowski-Spule
7′ angepaßt. In den in Fig. 2 links dargestellten Übergangsab
schnitt 11 sind zwei diametral angeordnete, halbkugelartige
Vertiefungen 15 eingeformt, welche, wie Fig. 1 zeigt, das Ende
je einer der Gewindebuchsen 5 aufnehmen, wodurch nicht nur der
Träger 8, sondern auch der gesamte Stromsensor 7 für den Gieß
vorgang des Isolierkörpers 1 sicher und genau positioniert
ist. Zwischen den Vertiefungen 15 sind zwei axial vorspringen
de Zapfen 16 an den Übergangsabschnitt 11 angeformt, mittels
deren mit dem Träger 8 eine Tülle 17 verbindbar ist, die, wie
Fig. 2 zeigt, zusammen mit der Hülse 9 hergestellt wird, da
sie zunächst an den Mittelabschnitt 10 angehängt ist und nach
der Herstellung abgetrennt wird. Hierdurch wird ein separater
Gießvorgang eingespart. Die Tülle 17 dient, wie Fig. 1 zeigt,
der Einführung eines abgeschirmten, zweiadrigen Kabels 18, mit
dessen Adern die beiden Wicklungsenden der Rogowski-Spule 7′
zu verbinden sind. Die Tülle 17 wird, wie Fig. 1 zeigt, eben
falls in den Isolierkörper 1 eingegossen.
Für die Ummantelung des Stromsensors 7 mit der Hülse 9 wird
deren Mittelabschnitt 10 an die Innenmantelfläche der
Rogowski-Spule 7′ angelegt. Sodann werden die beiden Endab
schnitte 13 und 14 gegeneinander zurückgestülpt, so daß der
Endabschnitt 14 in Anlage an die Außenmantelfläche der
Rogowski-Spule 7′ kommt und der Endabschnitt 13 den Endab
schnitt 14 ein Stück weit überlappt. Dabei kommen die beiden
Übergangsabschnitte 11 und 12 in Anlage an die beiden Stirn
flächen der Rogowski-Spule 7′. Wie Fig. 3 bis 5 zeigen, sind
an den Übergangsabschnitt 11 auch zwei kleine Tüllen 19 ange
formt für die Durchführung der mit dem Kabel 18 zu verbinden
den Wicklungsenden der Rogowski-Spule 7′.
Die auf der Hülse 9 vorhandene Leitschicht 9′ erstreckt sich
in mindestens eine der Vertiefungen 15 hinein und ist über die
dort eingreifende und über die geerdete Kapselung auf Erdpo
tential liegende Gewindebuchse 5 geerdet. Daher können elek
trische Störfelder nicht zu Fehlern bei der Erzeugung des der
Stromstärke entsprechenden Ausgangssignals der Rogowski-Spule
7′ führen. Da die Hülse 9 nur einseitig, im Ausführungsbei
spiel innen beschichtet ist, kommen die Schichten der Endab
schnitte 13 und 14 nicht miteinander in Berührung. Daher ist
das Auftreten von die Rogowski-Spule 7′ umschließenden Ring
strompfaden ausgeschlossen, was ebenfalls zu einer hohen Ge
nauigkeit des Stromsensors 7 beiträgt.
Bei dem in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel
einer Steckbuchse für Kabelstecker, das die gleichen Einsatz
möglichkeiten wie das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis
6 hat, weist der aus Gießharz bestehende Isolierkörper einen
ersten Teil 101 auf, an den sich in axialer Richtung ein
zweiter Teil 101′ anschließt, der, wie Fig. 9 zeigt, den
ersten Teil 101 zu dem vollständigen Isolierkörper ergänzt und
dabei den ersten Teil 101 auf einem Teil seiner Länge über
greift.
In den ersten Teil 101 ist wie bei dem ersten Ausführungsbei
spiel ein buchsenartiger Kontaktkörper 102 eingegossen. Außer
dem begrenzt der erste Teil 101 den sich gleichachsig an den
Kontaktkörper 102 anschließenden konischen Kanal 103 auf einem
Teil von dessen Länge. Der den konischen Kanal 103 auf einem
Teil von dessen Länge begrenzende Endabschnitt des ersten
Teils 101 bildet mit seiner Außenmantelfläche einen zylindri
schen Sitz 121 für einen Stromsensor 107, der wie der Strom
sensor 7 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. An
den Sitz 121 schließt sich eine Schulter als Übergang zu dem
im Durchmesser größeren Mittelabschnitt an, in den die der
Feldsteuerelektrode 6 entsprechende Feldsteuerelektrode 106
eingebettet ist und der den Kontaktkörper 102 auf einem Teil
seiner Länge umgibt. Der sich dann anschließende Endabschnitt
ist zur Vergrößerung der Kriechwege mit radial abstehenden, in
Umfangsrichtung verlaufenden Rippen versehen.
Sofern die Steckbuchse weder mit einem Stromsensor noch mit
einem Spannungssensor ausgerüstet werden muß, wird der zweite
Teil 101′ direkt an den ersten Teil 101 angegossen, wobei
nicht nur der den Sitz 121 bildende Endabschnitt sondern auch
der sich anschließende Mittelabschnitt auf einem Teil seiner
Länge vom zweiten Teil 101′ abgedeckt werden.
Sofern nur ein Stromsensor 107 benötigt wird, wird dieser auf
den Sitz 121 aufgeschoben. Sodann wird der zweite Teil 101′
angegossen, was zu einer Einbettung des Stromsensors 107 und
zu einer Abdeckung der Außenmantelfläche des Mittelabschnittes
des ersten Teils 101 auf einem Teil von dessen Länge führt.
Sofern nur eine Spannungsanzeige benötigt wird, braucht nur
eine flache Ringnut 122 in der Außenmantelfläche des Mittelab
schnittes des ersten Teils 101 mit einer elektrisch leitenden
Schicht 122′ als Elektrode versehen zu werden. Diese Elektrode
122′ umgibt, wie Fig. 7 erkennen läßt, konzentrisch die in
diesem Bereich zylindrische Feldsteuerelektrode 106. Nach dem
Aufbringen der Leitschicht wird in die Ringnut 122 ein Feder
ring 123 eingelegt, der die Elektrode gut kontaktiert, und an
den im Ausführungsbeispiel nicht nur eine Signalleitung 124,
sondern auch eine zu einem Überspannungsableiter führende
Leitung 125 angeschlossen ist. Letztere ist beispielsweise,
wie Fig. 8 zeigt, an eine Anschlußbuchse 126 angeschlossen,
welche wie die Gewindebuchsen 5 des ersten Ausführungsbei
spiels in den Isolierkörper eingegossen wird und in die der
Überspannungsableiter eingesetzt werden kann. Abschließend
wird der zweite Teil 101′ an den ersten Teil 101 angegossen.
Soll nicht nur eine Spannungsanzeige, sondern auch eine Span
nungsmessung möglich sein, dann werden vorzugsweise zwei
Ringzonen der Außenmantelfläche des Mittelabschnittes des
ersten Teils 101, zwischen denen sich die Ringnut 122 befin
det, ebenfalls mit je einer elektrisch gut leitenden oder
halbleitenden Schicht 127′ und 128′ versehen, die je mittels
eines Federringes 127 bzw. 128 kontaktiert werden. An den
Federring 127 ist, wie Fig. 8 zeigt, eine zu einer geerdeten
Gewindebuchse 105 geführte Leitung angeschlossen, wo hingegen
die an den Federring 128 angeschlossene Leitung zu einer
Einrichtung führt, welche ein über dem Erdpotential liegendes
Potential zur Verfügung stellt, beispielsweise zu einem Trimm
kondensator. Die vom Federring 128 kontaktierte Elektrode 128′
dient nämlich zum Abgleich der von der in der Ringnut 122
liegenden Elektrode 122′ gelieferten Spannung, d. h. zu einer
Reduzierung des Streubereiches des der zu messenden Spannung
entsprechenden Signals. Mit Hilfe der vom Federring 128 kon
taktierten Elektrode kann das Koppelfeld zwischen dem Span
nungssensor und der Feldsteuerelektrode 106 im erforderlichen
Maße beeinflußt werden.
Nachdem der Stromsensor 107 und die Federringe 123, 127 und
128 auf den ersten Teil 101 des Isolierkörpers aufgebracht
worden sind, wird an diesen der zweite Teil 101′ angegossen,
so daß sich nach Fertigstellung der Steckbuchse das in Fig. 9
dargestellte Bild ergibt. Ein außerhalb des zweiten Teils 101′
in einer Nut der Außenmantelfläche des ersten Teils 101 lie
gender, halbleitender Steuerring 129 aus einem elastischen
Material kontaktiert die auch vom Federring 127 kontaktierte
leitende Schicht, welche in der Nut des Steuerrings 129 endet.
Das in den Fig. 10 und 11 dargestellte Ausführungsbeispiel
einer Steckbuchse für Kabelstecker in einem Hochspan
nungs-Energieversorgungsnetz weist einen aus Gießharz beste
henden Isolierkörper 201 auf, welcher im wesentlichen wie der
Isolierkörper 1 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet
ist und in den ein buchsenförmiger Kontaktkörper 202 eingegos
sen ist, der wie der Kontaktkörper 2 ausgebildet und konzen
trisch zu den vom Isolierkörper 201 gebildeten konischen Kanal
203 angeordnet ist.
Eine Feldsteuerelektrode 206 ist wie die Feldsteuerelektrode 6
des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet, weist jedoch eine
andere Form auf, weil sie mit ihrer ringscheibenförmigen
Stirnfläche 206′, welche gegen die an einer Gehäusewand oder
dergleichen anzulegende Stirnfläche 204 des Isolierkörpers 201
weist, die Gegenelektrode für eine ringförmige Elektrode 207′
eines als Ganzes mit 207 bezeichneten Spannungssensors bildet.
Die Elektrode 207′ ist konzentrisch zum konischen Kanal 203 in
axialem Abstand von der Stirnfläche 206′ angeordnet. Wie die
Fig. 10 und 11 zeigen, ist der Elektrode 207′ ein Abschir
mungskörper 208 zugeordnet, der im Ausführungsbeispiel aus
Leichtmetall besteht und ein U-förmiges Querschnittsprofil
hat, wobei die beiden Schenkel je einen zur Längsachse des
Isolierkörpers 201 konzentrischen Zylinder definieren. Zwi
schen diesen beiden Schenkeln und in radialem Abstand von
ihnen liegt die Elektrode 207′. Ihr Abstand von dem der Stirn
fläche 204 zugekehrte Jochabschnitt des Abschirmungskörpers
208 und damit auch ihr Abstand von der die Gegenelektrode
bildende Stirnfläche 206′ ist, wie Fig. 11 zeigt, mittels
Distanzhülsen 230 festgelegt, die mittels Schrauben 231 zwi
schen den Jochteil des Abschirmungskörpers 208 und die Elek
trode 207 eingespannt sind.
Der Abschirmungskörper 208 schirmt die Elektrode 207 radial
nach innen, radial nach außen und gegen die Stirnfläche 204
hin ab. Das zwischen der Elektrode 207 und der Feldsteuerelek
trode 206 vorhandene Koppelfeld ist deshalb weitgehend gegen
Störfelder geschützt. Die vom Spannungssensor 207 gelieferte
Spannung ist praktisch nur von der Höhe der zu messenden
Spannung und dem Abstand der Elektrode 207′ von der Feldsteu
erelektrode 206 abhängig, wobei letzterer an die Erfordernisse
angepaßt werden kann.
Zur Positionierung des Abschirmkörpers 208 während des Gießens
des Isolierkörpers 201 sind in letzteren einzugießende Buchsen
205 mit je einem zapfenartigen Endabschnitt versehen, die in
je eine axial verlaufende Bohrung des Jochabschnittes des
Abschirmkörpers 208 eingreifen. Durch eine dieser Buchsen 205
und deren Zapfen ist, wie Fig. 10 zeigt, ein abgeschirmtes
einadriges Kabel 218 geführt. Wie Fig. 11 zeigt, ist es nicht
erforderlich, daß sämtliche für die Befestigung der Steckbuch
se an einer Gehäusewand oder dergleichen erforderlichen Ge
windebuchsen mit einem den Abstandskörper 208 tragenden Zapfen
versehen sind, weil nach dem Gießen des Isolierkörpers 201 der
Abschirmkörper 208 keine Positionierhilfe mehr benötigt.
Claims (20)
1. Garnitur für Hochspannungs-Energieversorgungsnetze in
Form einer Durchführung oder einer Steckbuchse für Kabel
stecker, mit einem Isolierkörper, der mit einem Stromsen
sor und/oder einem Spannungssensor versehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem Sensor (7; 107; 122′; 207) eine
ein elektrisches Feld beeinflussende Elektrode (9′; 127′,
128′; 208) zugeordnet ist.
2. Garnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem Stromsensor (7; 107) in Form einer Rogowski-Spule
(7′) die Elektrode (9′) als ein die Spule (7′) umhüllen
der, das Magnetfeld unbeeinflußt lassender Schirm ausge
bildet ist.
3. Garnitur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schirm wenigstens einen elektrisch isolierenden Träger
(8) und eine auf diesen aufgebrachte, elektrisch gut
leitende oder halbleitende Schicht (9′) aufweist.
4. Garnitur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger (8) aus einem elastisch deformierbaren Material
besteht.
5. Garnitur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger (8) aus Silikonkautschuk besteht.
6. Garnitur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (8) eine Hülse (9) aufweist, deren Endab
schnitte (13, 14) von dem an der Rogowski-Spule (7′)
anliegenden Mittelabschnitt (10) aus gegeneinander unter
Einschluß der Rogowski-Spule (7′) zurückgestülpt sind.
7. Garnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Endabschnitte (13, 14) ein Stück weit überlap
pen.
8. Garnitur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
eine Endabschnitt (13) in dem vom anderen Endabschnitt
(14) überdeckenden Bereich eine Ringnut und der andere
Endabschnitt eine in die Ringnut eingreifenden Ringwulst
aufweisen.
9. Garnitur nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest in den sich überdeckenden Bereichen die
Hülse (9) nur einseitig mit der elektrisch gut oder
halbleitenden Schicht (9′) versehen ist.
10. Garnitur nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß an den Träger (8) Elemente (15) zur
Positionierung des Sensors (7) bezüglich des Isolierkör
pers (1) und/oder Elemente (16) zur Festlegung einer
Tülle (17) für ein zum Sensor führendes Kabel (18) ange
formt sind.
11. Garnitur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tülle (17) ein zusammen mit der Hülse (9) hergestell
tes und von dieser danach getrenntes Bauteil bildet.
12. Garnitur nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Hülse (9) einen sich an die Innenmantelflä
che der Rogowski-Spule (7′) anlegenden Mittelabschnitt
(10) aufweist, an dessen beide Enden sich je ein flansch
artig radial nach außen erstreckender Übergangsabschnitt
(11, 12) anschließt, die an den beiden Stirnseiten der
Rogowski-Spule (7′) anliegen, und daß sich außen an die
beiden Übergangsabschnitte (11, 12) konzentrisch zum
Mittelabschnitt (10) die beiden Endabschnitte (13, 14)
anschließen, welche überlappend an der Außenmantelfläche
der Rogowski-Spule (7′) anliegen.
13. Garnitur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die angeformten Elemente (16) am einen der beiden Über
gangsabschnitte (11, 12) vorgesehen sind, der eine größe
re Wandstärke als die übrigen Teile der Hülse (9) auf
weist.
14. Garnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spannungssensor (207) eine Ringelektrode (207′) aufweist,
die an eine in axialem Abstand angeordnete, die zu detek
tierende Spannung führende Gegenelektrode (206, 206′)
kapazitiv angekoppelt ist und von der ihr zugeordneten
Schirmelektrode (208) in allen Richtungen bis auf die
Richtung zur Gegenelektrode (206, 206′) hin abgeschirmt
ist.
15. Garnitur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus Leichtmetall bestehende Schirmelektrode (208) ein
U-förmiges Querschnittsprofil aufweist, dessen beide
Schenkel sich in axialer Richtung erstrecken und zwischen
sich den Spannungssensor (207, 207′) aufnehmen.
16. Garnitur nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich
net, daß der Spannungssensor (122′; 207, 207′) und seine
Schirmelektrode (127′, 128′; 208) in den Isolierkörper
(101, 101′; 201) einer Steckbuchse für Kabelstecker
eingebettet sind und die Gegenelektrode (106; 206, 206′)
durch ein elektrisch leitend mit dem Kontaktkörper (102;
202) der Steckbuchse verbunden ist.
17. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Isolierkörper zwei in axialer
Richtung nebeneinander angeordnete Teile (101, 101′)
aufweist, von denen der eine (101) im Bereich seiner
Außenmantelfläche wenigstens einen Sitz für einen ring
förmigen Stromsensor (107) und/oder einen ringförmigen
Spannungssensor (122′) aufweist und der andere Teil
(101′) den den Sitz oder die Sitze aufweisenden Bereich
übergreift.
18. Garnitur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in
axialer Richtung neben dem Sitz für den ringförmigen
Spannungssensor (122′) ein Sitz für die ein elektrisches
Feld beeinflussende Elektrode (127′, 128′) vorgesehen
ist.
19. Garnitur nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich
net, daß der ringförmige Spannungssensor (122′) in axia
ler Richtung zwischen zwei das elektrische Feld beein
flussenden Elektroden (127′, 128′) angeordnet ist.
20. Garnitur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl der ringförmige Spannungssensor (122′) als die das
elektrische Feld beeinflussende Elektrode oder Elektroden
(127′, 128′) durch von einander elektrisch getrennte,
leitende oder halbleitende Schichten auf der Außenmantel
fläche des die Sitze aufweisenden Teils (101) des Iso
lierkörper (101, 101′) gebildet sind und daß je ein
elektrisch leitender Federring (123, 127, 128) mit An
schlußleitung je eine der Elektroden (122′, 127′, 128′)
kontaktiert.
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