JP6938666B2 - 集積電子機器を有するブッシング - Google Patents

Description

本発明はブッシングに関する。

ブッシングは、変圧器または回路遮断器の壁などの典型的には接地された導電性障壁を導電体が安全に通過することを可能にする絶縁装置として中高圧の電界において知られている。

現在、開閉装置の電圧測定には、変圧器または抵抗分圧回路が使用されている。しかしながら、これらの変圧器または抵抗分圧回路は、高電圧バスに接続されているため、変圧器または抵抗分圧回路は、バス電圧が高いためにサイズが非常に大きい。同様に、変流器が開閉装置の大電流測定に使用されている。一般に、変流器は、大電流振幅による磁気飽和の問題を有する。変流器もまた、大電流測定を扱うためにサイズが非常に大きい。

例えば、国際公開第２０１３１１３９５４号パンフレットから、電圧センサまたは電流センサがブッシングの絶縁層に埋め込まれている、よりコンパクトな解決策が知られている。しかしながら、各種のセンサは、異なる配置および取り付けを有するため、公知のセンサを１つのブッシングに組み合わせることは困難である。

国際公開第２０１３１１３９５４号パンフレットは、ポッティング材料に同心円状に配置されて埋め込まれた電圧センサおよび電流センサを有するブッシングを示している。両方のセンサが互いに一直線に並ぶように配置されているため、ブッシングの長さは、長くなる。さらにまた、センサのうちの１つのみがブッシングに埋め込まれることになっている場合、ブッシングの異なる実施形態が必要とされるか、またはブッシングの長さが不必要に長くなる。しかしながら、通常のスペースの制限により、コンパクトな設計が望ましい。

したがって、従来技術にかかるブッシングの製造中には、埋め込まれるセンサの種類に応じて、異なる実施形態が利用可能である必要があり、それによって在庫を維持する部品の種類および数が増加する。

本発明の目的は、上述した欠点を軽減することである。本発明によれば、この目的は、
−細長導電体と、
−細長導電体の周りに配置された絶縁層と、
−導電体と同軸に配置された導電性スリーブと、
−導電体の周りに同軸に配置された電気部品を有するリング状プリント回路基板とを備え、
スリーブおよびプリント回路基板が、絶縁層に埋め込まれており、
リング状プリント回路基板が、導電性スリーブの両端の間で軸方向に位置決めされている、ブッシングによって達成される。

本発明にかかるブッシングにより、長さなどのブッシングの設計を変更することなく、ブッシング内に様々なセンサを配置することが可能である。

導電性スリーブは、基板上の電気部品が細長導電体の電界による影響を受けにくくなるように、プリント回路基板用のスクリーンを提供する。そのようなスクリーンがなければ、電界は、電気部品が機能するには高すぎるであろう。

リング状プリント回路基板を使用することは、部品のために十分なスペースを提供し、それは、導電体の周りに電気部品を均一に分配することを可能にし、一部の種類のセンサにとって望ましい。

さらにまた、ブッシングは、通常、例えば取り付けフランジを提供するために、スリーブとリング状回路基板の両方を収容するのに十分なスペースがブッシング内で利用可能であるように幅広部分を有する。

好ましい実施形態では、プリント回路基板は、絶縁層から延出する少なくとも１つの半径方向延長部を備える。この延長部は、絶縁層を成形するときにプリント回路基板を金型内に位置決めするために使用されることができる。延長部は、さらに、ブッシングの内側の電子部品用の端子として使用されることができ、したがって容易な接続を可能にする。

他の好ましい実施形態では、プリント回路基板上に配置された電気部品を保護するために保護層がプリント回路基板上に配置されている。

ブッシングは、通常、使用中に高温になり、絶縁層は、通常、プリント回路基板およびその上に配置された部品とは異なるように膨張する可能性がある。温度変化によって電気部品が回路基板からせん断されるのを防ぐために、保護層が設けられることができる。

また、ブッシングの製造中に、エポキシが液体または半液体の形態で塗布される。固化中、エポキシは、回路基板上に配置された部品に熱機械的応力を発生させる。その結果、電気部品は、破損したり、回路基板から外れることがある。本発明にかかる保護層は、これが起こるのを防止する。

保護層は、絶縁層よりも高い弾性および／または高い可塑性を有することが好ましい。より高い弾性および／またはより高い可塑性のために、保護層は、膨張の差を容易に吸収することができる。

絶縁層は、典型的には、エポキシ材料を含む。

本発明にかかるブッシングのさらに他の実施形態では、外部の電界および／または磁界に対して電気部品をシールドするために、第２の導電性スリーブがプリント回路基板の電気部品を包囲するように同軸に配置されている。

導電体は、典型的には、電気的相に対応して３つ組に配置される。そのため、それら自体の電界および／または磁界を発生させる他の導電体が接近することになる。その結果、プリント回路基板上の電気部品もまた、外部の電界および／または磁界の影響を受ける可能性がある。第２の導電性スリーブにより、電気部品のためのスクリーンもまた、外部の影響に対して提供される。

好ましくは、第２の導電性スリーブは、軟磁性材料からなる。これは、磁界が容易にシールドされることを確実にする。

本発明にかかるブッシングのさらに他の実施形態は、さらに、プリント回路基板上に配置されたコンデンサを備え、導電性スリーブは、コンデンサと組み合わせて分圧器を提供するためにプリント回路基板に電気的に接続されている。

プリント回路基板のシールドを提供する導電性スリーブはまた、導電体とともにコンデンサを具体化することもできる。プリント回路基板上にコンデンサを配置することによって、高電圧を容易に測定することができる分圧器が提供される。

本発明にかかるブッシングのさらに他の実施形態は、さらに、プリント回路基板上に配置されたロゴスキーコイルを備える。ロゴスキーコイルは、導電体内の交流を測定するために導電体の周りに延びる必要がある。プリント回路基板は、既に環状であるため、それは、ロゴスキーコイルを配置するための適切な基礎を提供する。

ロゴスキーコイルは、プリント回路基板上のトラックとして、または例えばその周りにコイル用のワイヤが巻回された第２のプリント回路基板として設けられることができ、その第２の回路基板は、第１のプリント回路基板に接続される。

本発明にかかるブッシングのさらなる実施形態は、さらに、プリント回路基板上に配置された、ホールセンサまたは巨大磁気抵抗センサなどの磁界センサを備える。

これらの磁界センサは、導電体によって発生した磁界を測定することができ、その測定に基づいて正確な電流測定を行うことができる。同様に、プリント回路基板は、そのようなセンサをブッシング内に配置するための適切でコンパクトな基礎を提供する。

本発明にかかるブッシングのさらに他の実施形態は、ブッシングを取り付けるために絶縁層から半径方向に延びる取り付けフランジを備える。

取り付けフランジにより、ブッシングは、例えば開閉装置キャビネットの壁に取り付けられることができる。

本発明のこれらのおよび他の特徴は、添付の図面と併せて説明されるであろう。

図１は、本発明にかかるブッシングの第１の実施形態の斜視部分断面図を示している。 図２は、本発明にかかるブッシングの第２の実施形態の断面図を示している。 図３は、本発明にかかるブッシングの第３の実施形態の断面図を示している。 図４は、本発明にかかるブッシングの第４の実施形態の断面図を示している。

図１は、本発明にかかるブッシング１の第１の実施形態を示している。ブッシング１は、典型的にはエポキシ材料である絶縁層３によって包囲された細長導電体２を有する。

導電性スリーブ４は、細長導電体２の周りに同軸に配置され、また、絶縁層３にも埋め込まれている。また、環状プリント回路基板５が同軸に配置されている。このプリント回路基板５は、導電性スリーブ４の両端６、７の間で軸方向にスリーブ４の外側に位置決めされている。

図２は、本発明にかかるブッシングの第２の実施形態１０の断面図を示している。ブッシング１０は、第１の実施形態１と概ね対応しており、同様の要素は、同じ参照符号によって示されている。

この実施形態１０では、導電性スリーブ４は、コネクタ１１を介してプリント回路基板５に電気的に接続されている。さらにまた、プリント回路基板５上にコンデンサ１２が配置されている。これは、細長導電体２および導電性スリーブ４の第１の静電容量と、コンデンサ１２の第２の静電容量とからなる分圧器を可能にする。

スリーブ４は、電気部品１２を導電体２の電界から大部分シールドする。

プリント回路基板５は、電気部品１２を覆う保護層１３を備えている。好ましくは、保護層１３は、絶縁層３よりも柔らかい、すなわち、より高い弾性および／またはより高い可塑性を有する。

プリント回路基板５は、絶縁層３から延出して電圧インジケータ１４のための端子接続を提供する延長部８を有する。

図３は、本発明にかかるブッシングの第３の実施形態２０を示している。ブッシング２０は、第１の実施形態１と概ね対応しており、同様の要素は、同じ参照符号によって示されている。

導電性スリーブ４は、コネクタ２１を介してプリント回路基板５に接続されている。第２の導電性スリーブ２２は、細長導電体２およびスリーブ４の周りに同軸的に配置されている。これは、絶縁層３内の領域において、電気部品２３がスリーブ４および２２によって大部分包囲されることを目的としている。これは、ホールセンサまたはＧＭＲなどの高感度センサ２３が例えば磁界を測定することができるように、細長導電体２の電界およびあらゆる外部の影響を低減させる。

スリーブ４、２２は、スクリーンとして機能している。導電体２からの電界は、スリーブ４によって大幅に低減される。外部電界および／または磁界は、スリーブ２２によって大幅に低減される。結果として、ホールセンサまたはＧＭＲなどの磁気センサ２３の測定は、いかなる外部ノイズフィールドによっても阻害されない。

センサ２３の接続部は、インターフェースコネクタを使用してプリント回路基板５に接続され、外部リード２４は、延長部８を介して、プリント回路基板５に接続される。

図４は、本発明にかかるブッシングの第３の実施形態３０を示している。ブッシング３０は、第１の実施形態１と概ね対応しており、同様の要素は、同じ参照符号によって示されている。

この実施形態３０では、第２の環状プリント回路基板３１は、コネクタ３２を介してプリント回路基板５に接続されている。そのような環状プリント回路基板３１は、例えば、細長導電体２の交流を測定するためのロゴスキーコイルに使用されることができる。

第２の環状プリント回路基板３１は、導電性スリーブ４によって導電体２からシールドされ、第２の導電性スリーブ３３によってあらゆる外部電界からシールドされる。これは、導電体２から両方の環状ＰＣＢ５、３１への電界がスリーブ４によって大幅に低減されることを確実にする。導電性スリーブ４は、コネクタ２１を介してプリント回路基板５に接続されている。外部電界および／または磁界は、ロゴスキーコイルＰＣＢに対してスリーブ２２によって大幅に低減される。

Claims (11)

1. 細長導電体と、
   前記細長導電体の周りに配置された絶縁層と、
   前記導電体と同軸に配置された導電性スリーブと、
   前記導電体の周りに同軸に配置された電気部品を有する環状プリント回路基板と、を備え、
   前記スリーブおよび前記プリント回路基板が、前記絶縁層内に埋め込まれており、
   前記プリント回路基板が、前記導電性スリーブの両端の間で軸方向に位置決めされている、ブッシング。
2. 前記プリント回路基板が、前記絶縁層から延出する少なくとも１つの半径方向延長部を備える、請求項１に記載のブッシング。
3. 前記プリント回路基板上に配置された前記電気部品を保護するために、保護層が前記プリント回路基板上に配置されている、請求項１または２に記載のブッシング。
4. 前記保護層が、前記絶縁層よりも高い弾性および／または高い可塑性を有する、請求項３に記載のブッシング。
5. 前記絶縁層がエポキシ材料を含む、請求項１から４までのいずれかに記載のブッシング。
6. 外部の電界および／または磁界に対して前記電気部品をシールドするために、第２の導電性スリーブが前記プリント回路基板の前記電気部品を包囲するように同軸的に配置されている、請求項１から５までのいずれかに記載のブッシング。
7. 前記第２の導電性スリーブが軟磁性材料からなる、請求項６に記載のブッシング。
8. 前記プリント回路基板上に配置されたコンデンサをさらに備え、前記導電性スリーブが、前記コンデンサと組み合わせて分圧器を提供するために前記プリント回路基板に電気的に接続されている、請求項１から７までのいずれかに記載のブッシング。
9. 前記プリント回路基板上に配置されたロゴスキーコイルをさらに備える、請求項１から８までのいずれかに記載のブッシング。
10. 前記プリント回路基板上に配置された磁界センサをさらに備える、請求項１から９までのいずれかに記載のブッシング。
11. 前記ブッシングを取り付けるために前記絶縁層から半径方向に延びる取り付けフランジをさらに備える、請求項１から１０までのいずれかに記載のブッシング。

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