WO2022069191A1 - Connection for a field probe combination - Google Patents

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WO2022069191A1
WO2022069191A1 PCT/EP2021/075039 EP2021075039W WO2022069191A1 WO 2022069191 A1 WO2022069191 A1 WO 2022069191A1 EP 2021075039 W EP2021075039 W EP 2021075039W WO 2022069191 A1 WO2022069191 A1 WO 2022069191A1
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WO
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coupling element
field probe
contact elements
probe combination
connection element
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PCT/EP2021/075039
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Hild
Stefan Kern
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0416—Connectors, terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6683—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in sensor

Definitions

  • the invention relates to a connection element for a field probe combination, a field probe combination with such a connection element, a corresponding connection element, a plug-socket system, a manufacturing method for the connection element and the field probe combination with connection element and the use of the plug-socket system.
  • One of the tasks to be solved is therefore to increase the measurement accuracy and to always measure sufficiently error-free with fluctuating temperature and humidity, i.e. to demonstrate sufficient measurement accuracy.
  • a compact design is also essential, which is another task to be solved, since compact dimensions - dimensions - represent a clear competitive advantage. Along with this, another task is to provide connections for the field probes that are sufficiently voltage-resistant, compact, stable and reliable.
  • a first exemplary embodiment relates to a connection element for a field probe combination for use with medium and high voltages, the connection element
  • the first coupling element is arranged on the coupling element carrier, in particular mechanically fixed on the coupling element carrier,
  • the first coupling element has contact elements that are designed to be electrically conductive
  • the contact elements are connected and/or can be connected to at least one contact-making means
  • the contact elements are each designed to be connectable to further contact elements of a second coupling element
  • the temperature measuring resistor is arranged on the coupling element carrier in such a way that the temperature of the field probe combination can be determined with the temperature measuring resistor, the coupling element carrier also having connecting elements which can be connected to electrically conductive connecting points of the field probe combination.
  • the electrically conductive connection points of the field probe combination are preferably first contacting means and second contacting means, the first contacting means being electrically conductively connected to a first conductive field probe layer and the second contacting means being electrically conductively connected to a second conductive field probe layer.
  • the connecting elements of the coupling element carrier are electrically conductively connected and/or connectable to at least two, preferably four, contact-making means.
  • connection element is designed to be embedded in the field probe combination or in a casing of the field probe combination.
  • being embedded is to be understood in particular as meaning that the connection element can be cast in a polymer, in particular a casting resin.
  • anchor elements are preferably arranged on the connection element, which ensure a firm seat after the encapsulation.
  • the temperature measuring resistor is preferably a PT100 or PT1000, particularly preferably a PT100, temperature measuring resistor.
  • the coupling element carrier is designed as a PCB.
  • the coupling element carrier is designed as a PCB that is already part of the field probe combination or can be connected to a PCB of the field probe combination by prefabricated plugs and sockets.
  • the PCB of the coupling element carrier and/or the PCB of the field probe combination is preferably formed with an FR4 or PI, polyimide, with the conductor tracks being formed with copper. It is also preferred that the contact elements are arranged in such a way that there is a sufficient distance between the contact elements for a capacitive voltage tap and the contact elements for a ground signal.
  • contact elements for a connection to the temperature measuring resistor are present, i.e. arranged, between or offset in parallel between at least one or two of the contact elements for the capacitive voltage tap and at least one or two of the contact elements for the ground signal.
  • the temperature measuring resistor is arranged on the side of the coupling element carrier opposite the first coupling element.
  • the temperature measuring resistor is arranged on the coupling element carrier.
  • the temperature measurement resistor is arranged on the coupling element carrier at a distance of 0.2 mm to 20.0 mm, preferably 0.5 mm to 1.2 mm, from the coupling element carrier.
  • connection element is formed with an IX industrial socket.
  • a second exemplary embodiment relates to a field probe combination for use with, i.e. for, medium and high voltages with a connection element according to one or more of the above versions, the field probe combination being partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element being embedded in the cast resin is cast that only the first coupling element of the connection element is accessible from outside the casting resin, in particular can be coupled to a second coupling element from outside the casting resin.
  • a first field probe and a second field probe of the field probe combination are electrically conductively connected to the connecting elements of the coupling element carrier.
  • a field probe combination for use with medium and high voltages is preferred, with a first field probe and a second field probe, the first field probe and the second field probe being connected by a first conductive field probe layer applied to an insulator for the first field probe and by a second conductive field probe layer applied to the insulator conductive field probe layer is formed for the second field probe, the insulator being in the form of a hollow cylinder or a hollow cylinder slotted parallel to an axis of symmetry of the field probe combination, the insulator having an insulator thickness perpendicular to the axis of symmetry, i.e.
  • the first conductive field probe layer being arranged on a first side of the insulator pointing radially into the interior of the hollow cylinder and the second conductive field probe layer being arranged radially on a side on the hollow cylinder is arranged on the outward-facing second side of the insulator, the first conductive field probe layer having first contacting means and the second conductive field probe layer having second contacting means.
  • the wording hollow cylinder or hollow cylindrical shape or hollow cylindrical should always include the shape of the slotted hollow cylinder, in particular also a completely slotted hollow cylinder, i.e. a hollow cylinder in which a continuous section of the lateral surface is parallel to the axis of symmetry the field probe combination is missing .
  • the term conductive refers to electrically conductive and the term insulating, insulated or insulator refers to electrically insulating.
  • the combination of an isolator, in particular a flexible isolator, with two field probes enables precise positioning and alignment, with a fixed isolation distance between the field probes. It is also advantageous that with this design only one component, the field probe combination, has to be cast or overmoulded, which reduces the production costs for bushings with such a field probe combination.
  • the casting resin forms a sealing surface, in particular a flat sealing surface, around the first coupling element.
  • the flat sealing surface is formed in a depression in the cast resin, in particular by shaping in a cast resin tool, ie a part of the cast resin mold, or by machining carried out after casting, in particular machining or thermal machining.
  • a third exemplary embodiment relates to a corresponding connection element for producing a large number of electrically conductive connections with a connection element according to one or more of the above statements, the corresponding connection element having a second coupling element,
  • the second coupling element is arranged on a coupling element carrier
  • the second coupling element has further contact elements that are designed to be electrically conductive
  • the further contact elements are electrically conductively connected or can be connected to further contact-making means
  • the second coupling element has an assembly element which can be electrically connected to corresponding contact elements by means of further contact elements, and the assembly element has a capacitance acting as a secondary capacitance
  • the corresponding connection element has a housing, the housing having an opening with the opening arranged in the opening second coupling element and through a further opening in the housing electrical lines iso- are routed into the housing and connected to the other contact elements.
  • the housing is made of a metal or another conductive material. This configuration allows shielding against EMC interference and preferably serves at the same time as strain relief.
  • the secondary capacitance of the placement element preferably consists of one, two or more individual SMD capacitances.
  • a gas discharge tube is provided on the component element, which discharges overvoltages or transients that may be present, in particular via a field probe combination according to one or more of the above statements for the second exemplary embodiment, to ground and thus an air flashover and/or Component damage prevented .
  • connection element is formed by an IX-Industrial plug, which has a PCB (Printed Circuit Board) as assembly elements, in particular a PCB with SMD capacitances and/or a gas discharge tube, in particular an SMD gas discharge tube.
  • PCB Printed Circuit Board
  • a fourth exemplary embodiment relates to a plug-socket system with a connection element according to one or more of the above statements relating to the first exemplary embodiment and a corresponding connection element according to the third exemplary embodiment.
  • the plug-socket system of the fourth exemplary embodiment with a field probe combination according to one or more versions of the second exemplary embodiment, the field probe combination being partially or completely surrounded by a cast resin and the connection selement is cast in the casting resin in such a way that only the first coupling element, the connecting element is accessible from outside the casting resin, in particular can be coupled to a second coupling element from outside the casting resin.
  • the casting resin forms a sealing surface, in particular a flat sealing surface, around the first coupling element and that the second coupling element has a flexible sleeve, in particular a plastic sleeve or rubber sleeve, and the flexible sleeve when the first coupling element and the second coupling element are connected to one another are, acts on the sealing surface in such a way that the sealing surface and flexible sleeve prevent contamination, in particular moisture and/or dust, from penetrating into the first coupling element and the second coupling element.
  • connecting element is formed with an IX Industrial socket and the corresponding connecting element is formed with an IX Industrial plug.
  • the IX-Industrial plug and the IX-Industrial socket are B-coded.
  • connection element and the corresponding connection element are in accordance with the specifications for USB-C or for RJ45 or for M8 round plugs or for M12 Circular connectors are designed.
  • a fifth exemplary embodiment relates to a manufacturing method for a connection element according to one or more versions of the first exemplary embodiment, a first coupling element being arranged and fastened on a coupling element carrier in such a way that contact elements make contact with at least one contact-making means of the coupling element carrier are electrically conductively connected and a temperature measuring resistor is arranged and fixed on or on the coupling element carrier, that the temperature measuring resistor is electrically conductively connected to at least two contact elements via at least one contact-making means each.
  • a sixth exemplary embodiment relates to a manufacturing method for a field probe combination according to one or more versions of the second exemplary embodiment, wherein the field probe combination is partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element is cast in the cast resin in such a way that only the first coupling element of the Connection element accessible from outside the cast resin - in particular with a second coupling element from outside the cast resin can be coupled.
  • a seventh exemplary embodiment relates to the use of a plug-and-socket system according to one or more versions of the third exemplary embodiment with a field probe combination, the field probe combination having a first field probe for capacitive voltage measurement and a temperature sensor that is embedded in a cast resin around the field probe combination is cast has, and the temperature sensor is used to correct the measured capacitive voltages by means of a predetermined epsilon r / temperature reference characteristic in order to achieve increased measurement accuracy.
  • a temperature reference characteristic curve is used which makes compensation for air humidity fluctuations unnecessary within the scope of measurement accuracy.
  • the field probe combination with the plug-socket system and in combination with a medium- or high-voltage primary conductor of a switchgear bushing is used in such a way that a capacitive zitive voltage divider is formed, so that a harmless and measurable voltage is applied to people by grounding a first contacting means to a second contacting means.
  • FIG. 1 Schematic sectional representation of a bushing with a field probe combination
  • FIG. 2 Schematic sectional representation through a field probe combination
  • FIG. 3 Schematic representation of an elevation of a connection element which is coupled to a corresponding connection element
  • FIG. 4 Schematic representation of the connection element according to the invention with a coupling element carrier and a first coupling element
  • FIG. 5 Schematic representation of an exemplary assignment of a first switching element
  • FIG. 6 Schematic representation of an exemplary assignment of a second switching element
  • FIG. 1 shows an exemplary, schematic sectional illustration of a feedthrough 500 with a cast-in field probe combination 510 .
  • the bushing 500 has a primary conductor 600 in the middle, the voltage applied to which can be capacitively determined via the encapsulated field probe combination 510 .
  • the encapsulated field probe combination 510 is encapsulated with a polymer 520, preferably a cast resin 520, in order to enable gas-tight installation in a gas-insulated switchgear.
  • An encapsulated connection element 530 with a first coupling element 20 and a coupling element carrier 30 is provided for electrical contacting of the encapsulated field probe combination 510 .
  • the encapsulated connection element 530 is connected directly to the field probe combination 510 or to it via a PCB tab (not shown) or connection lines (not shown).
  • FIG. 2 shows a schematic sectional representation of a field probe combination 1 encapsulated with a polymer 520 , preferably a casting resin.
  • the field probe combination 1 has a first conductive field probe layer 610 and a second conductive field probe layer 620 .
  • the first conductive field probe layer 610 can be electrically contacted via a first contacting means 640
  • the second conductive field probe layer 620 can be electrically contacted via a second contacting means 650 .
  • a temperature measuring resistor 50 is also shown, which is preferably arranged on a coupling element carrier 30, not shown here, in such a way that the temperature measuring resistor 50 can determine the temperature of the encapsulated field probe combination 1 and derive or estimate the temperature of the polymer 520 between the encapsulated field probe combination 1 and the primary conductor can .
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an elevation of a connection element 10 which is coupled to a corresponding connection element 15 .
  • the connection element 10 has a coupling element carrier 30 and a coupling element 20 .
  • the coupling element carrier 30 also has a temperature measurement resistor 50 which, for the sake of clarity, is arranged on the side of the coupling element carrier 30 which faces the coupling element 20 .
  • the temperature measuring resistor 50 is arranged on the side of the coupling element carrier 30 facing away from the coupling element 20 and is thus arranged spatially closer to the field probe combination 1 .
  • the polymer 520 of the feedthrough 500 has a sealing surface 5 here.
  • connection element 15 has a second coupling element 40 which is arranged in a housing 16, preferably a metallic housing 16 for electromagnetic shielding.
  • a flexible sleeve 28 is arranged over the housing 16 and, together with the sealing surface 5, seals the connection element 10 and the corresponding connection element 15 against environmental influences, such as in particular humidity and dust.
  • Further contact-making means 411 to 416 are also shown, the electrical supply lines, of which only two designed as cables can be seen here.
  • a placement element 420 with a secondary capacitance 422 which is necessary for the capacitive voltage measurement.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of connection element 10 according to the invention with a coupling element carrier 30 and a first coupling element 20 .
  • the coupling element carrier 30 is designed here as a PCB and the contact-making means 211 to 216 of the first coupling element 20 are designed as conductor tracks with soldering pads.
  • the temperature measurement resistor 50 is also arranged here on soldering pads.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary allocation of a first coupling element 20 with the contact elements 201 to 210.
  • the assignment of an IX-Industrial socket is shown here as an example, with the ground being connected to the contact elements 206, 207, for example, the first field probe for capacitive voltage measurement is connected to the contact elements 209 , 210 and the temperature measuring resistor is connected to the contact elements 203 , 204 .
  • FIG. 6 shows a schematic representation of an exemplary assignment of a second coupling element 40 with the contact elements 401 to 410.
  • IX-Industrial connector is shown as an example, whereby, for example, the ground is contacted with the contact elements 406, 407, the first field probe for capacitive voltage measurement is contacted with the contact elements 409, 410 and the temperature measurement resistor is contacted with the contact elements 403, 404 .
  • connection element for a field probe combination 1
  • connection element 15 corresponding connection element
  • connection element 15

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Abstract

The invention relates to a connection element for a field probe combination, to a field probe combination having such a connection element, to a corresponding connection element, to a plug-socket system, to a production method for the connection element and the field probe combination with connection element, and to the use of the plug-socket system. The connection element has a temperature sensor for determining the temperature of a field probe combination.

Description

Beschreibung description
Anschluss für eine Feldsondenkombination Connection for a field probe combination
Die Erfindung bezieht sich auf ein Anschlusselement für eine Feldsondenkombination, eine Feldsondenkombination mit einem solchen Anschlusselement , ein korrespondierendes Anschlusselement , ein Stecker-Buchse-System, ein Herstellungsverfahren für das Anschlusselement und die Feldsondenkombination mit Anschlusselement und die Verwendung des Stecker-Buchse- System . The invention relates to a connection element for a field probe combination, a field probe combination with such a connection element, a corresponding connection element, a plug-socket system, a manufacturing method for the connection element and the field probe combination with connection element and the use of the plug-socket system.
Aus dem Stand der Technik sind Strom- und Spannungswandler bekannt , die aus einer metallkaschierten Leiterplatte gebildet werden . Die Of fenlegungsschri ft der DE2409595 of fenbart eine solche Anordnung . Bei solchen Strom- und Spannungswandler ist problematisch, dass die um den Hauptleiter radial angeordnete Feldsonde immer einen bestimmten Abstand zum Hauptleiter aufweisen muss , um die Spannungs festigkeit den unter Hochspannung stehenden Hauptleiter zu gewährleisten . Die elektrische Feldstärke darf einen vom Dielektrikum materialabhängigen Grenzwert nicht überschreiten . Current and voltage converters are known from the prior art, which are formed from a metal-clad printed circuit board. The published application DE2409595 discloses such an arrangement. A problem with such current and voltage transformers is that the field probe, which is arranged radially around the main conductor, must always be at a certain distance from the main conductor in order to ensure the dielectric strength of the main conductor, which is under high voltage. The electric field strength must not exceed a limit value that depends on the dielectric material.
Da die Permittivität (Epsilon r ) vom Dielektrikum in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt des Dielektrikums schwankt ergeben sich Probleme in Bezug auf die Messgenauigkeit und durch diese Abhängigkeit wird die Messgenauigkeit herabgesetzt . Since the permittivity (epsilon r) of the dielectric varies depending on the temperature and moisture content of the dielectric, problems arise in relation to the measurement accuracy and this dependence reduces the measurement accuracy.
Eine der zu lösenden Aufgaben ist es daher, die Messgenauigkeit zu erhöhen und bei schwankender Temperatur und Feuchtigkeit stets ausreichend fehlerfrei zu messen, sprich eine ausreichende Messgenauigkeit auf zuweisen . One of the tasks to be solved is therefore to increase the measurement accuracy and to always measure sufficiently error-free with fluctuating temperature and humidity, i.e. to demonstrate sufficient measurement accuracy.
Auch ist eine kompakte Bauweise unabdinglich, die eine weitere zu lösende Aufgabe darstellt , da kompakte Abmaße - Ausmaße - einen deutlichen Wettbewerbsvorteil darstellen . Damit einhergehend ist es eine weitere Aufgabe , Anschlüsse für die Feldsonden vorzusehen, die ausreichend Spannungs fest , kompakt , stabil und zuverlässig sind . A compact design is also essential, which is another task to be solved, since compact dimensions - dimensions - represent a clear competitive advantage. Along with this, another task is to provide connections for the field probes that are sufficiently voltage-resistant, compact, stable and reliable.
Gelöst werden die Aufgaben durch den unabhängigen Anspruch 1 und die von diesem Anspruch abhängigen Ansprüche . The objects are solved by independent claim 1 and the claims dependent on this claim.
Ein erstes Aus führungsbeispiel bezieht sich auf ein Anschlusselement für eine Feldsondenkombination zur Verwendung bei Mittel- und Hochspannungen, wobei das Anschlusselement A first exemplary embodiment relates to a connection element for a field probe combination for use with medium and high voltages, the connection element
• einen Koppelelementträger und • a coupling element carrier and
• ein erstes Koppelelement aufweist , wobei • has a first coupling element, wherein
• das erste Koppelelement auf dem Koppelelementträger, insbesondere mechanisch fest auf dem Koppelelementträger, angeordnet ist , • the first coupling element is arranged on the coupling element carrier, in particular mechanically fixed on the coupling element carrier,
• das erste Koppelelement Kontaktelemente , die elektrisch leitend ausgestaltet sind, aufweist , • the first coupling element has contact elements that are designed to be electrically conductive,
• die Kontaktelemente mit mindestens einem Kontaktherstellungsmittel verbunden und/oder verbindbar sind, • the contact elements are connected and/or can be connected to at least one contact-making means,
• die Kontaktelemente j eweils mit weiteren Kontaktelementen eines zweiten Koppelelementes verbindbar ausgestaltet sind, • the contact elements are each designed to be connectable to further contact elements of a second coupling element,
• mindestens zwei der Kontaktelemente über mindestens j eweils ein Kontaktherstellungsmittel mit einem Temperaturmesswiderstand verbunden sind, und • at least two of the contact elements are connected to a temperature measurement resistor via at least one contact-making means each, and
• der Temperaturmesswiderstand derart auf dem Koppelelementträger angeordnet ist , dass mit dem Temperaturmesswiderstand die Temperatur der Feldsondenkombination bestimmbar ist , wobei weiter der Koppelelementträger Verbindungselemente aufweist , die mit elektrisch leitenden Verbindungsstellen der Feldsondenkombination verbindbar ausgestaltet sind . Die elektrisch leitenden Verbindungsstellen der Feldsondenkombination sind bevorzugt erste Kontaktierungsmittel und zweite Kontaktierungsmittel , wobei das erste Kontaktierungsmittel elektrisch leitend mit einer ersten leitenden Feldsondenschicht und das zweite Kontaktierungsmittel elektrisch leitend mit einer zweiten leitenden Feldsondenschicht verbunden ist . • the temperature measuring resistor is arranged on the coupling element carrier in such a way that the temperature of the field probe combination can be determined with the temperature measuring resistor, the coupling element carrier also having connecting elements which can be connected to electrically conductive connecting points of the field probe combination. The electrically conductive connection points of the field probe combination are preferably first contacting means and second contacting means, the first contacting means being electrically conductively connected to a first conductive field probe layer and the second contacting means being electrically conductively connected to a second conductive field probe layer.
Die Verbindungselemente des Koppelelementträgers sind mit zumindest zwei , bevorzugt vier, Kontaktherstellungsmitteln elektrisch leitend verbunden und/oder verbindbar . The connecting elements of the coupling element carrier are electrically conductively connected and/or connectable to at least two, preferably four, contact-making means.
Bevorzugt wird dabei , dass das Anschlusselement ausgestaltet ist , in der Feldsondenkombination oder in einer Umhüllung der Feldsondenkombination eingebettet zu sein . Eingebettet sein ist im Sinne dieser Anmeldung insbesondere so zu verstehen, dass das Anschlusselement in einem Polymer, insbesondere einem Gießharz , eingießbar ist . It is preferred that the connection element is designed to be embedded in the field probe combination or in a casing of the field probe combination. In the context of this application, being embedded is to be understood in particular as meaning that the connection element can be cast in a polymer, in particular a casting resin.
Dazu sind bevorzugt Ankerelemente an dem Anschlusselement angeordnet , die einen festen Sitz nach dem Umgießen sichern . For this purpose, anchor elements are preferably arranged on the connection element, which ensure a firm seat after the encapsulation.
Der Temperaturmesswiderstand ist bevorzugt ein PT100 oder PT1000 , besonders bevorzugte ein PT100 , Temperaturmesswiderstand . The temperature measuring resistor is preferably a PT100 or PT1000, particularly preferably a PT100, temperature measuring resistor.
Der Koppelelementträger ist in einer bevorzugten Ausgestaltung als ein PCB ausgestaltet , in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Koppelelementträger als ein PCB ausgestaltet , das bereits Bestandteil der Feldsondenkombination ist oder mit einem PCB der Feldsondenkombination durch vorgefertigte Stecker und Buchsen verbindbar ist . In a preferred embodiment, the coupling element carrier is designed as a PCB. In a particularly preferred embodiment, the coupling element carrier is designed as a PCB that is already part of the field probe combination or can be connected to a PCB of the field probe combination by prefabricated plugs and sockets.
Das PCB des Koppelelementträger und/oder das PCB der Feldsondenkombination ist bevorzugt mit einem FR4 oder PI , Polyimid, gebildet , wobei die Leiterbahnen mit Kupfer gebildet sind . Auch wird bevorzugt , dass die Kontaktelemente derart angeordnet sind, dass ein ausreichender Abstand zwischen den Kontaktelementen für einen kapazitiven Spannungsabgri f f und den Kontaktelementen für ein Massesignal vorhanden ist . The PCB of the coupling element carrier and/or the PCB of the field probe combination is preferably formed with an FR4 or PI, polyimide, with the conductor tracks being formed with copper. It is also preferred that the contact elements are arranged in such a way that there is a sufficient distance between the contact elements for a capacitive voltage tap and the contact elements for a ground signal.
Insbesondere wird bevorzugt , dass zwischen oder parallel versetzt zwischen mindestens einem oder zwei der Kontaktelemente für den kapazitiven Spannungsabgri f f und mindestens einem o- der zwei der Kontaktelemente für das Massesignal Kontaktelemente für eine Verbindung mit dem Temperaturmesswiderstand vorhanden, das heißt angeordnet , sind . In particular, it is preferred that contact elements for a connection to the temperature measuring resistor are present, i.e. arranged, between or offset in parallel between at least one or two of the contact elements for the capacitive voltage tap and at least one or two of the contact elements for the ground signal.
Bevorzugt wird auch, dass der Temperaturmesswiderstand auf der dem ersten Koppelelement gegenüberliegenden Seite des Koppelelementträgers angeordnet ist . It is also preferred that the temperature measuring resistor is arranged on the side of the coupling element carrier opposite the first coupling element.
Weiter wird bevorzugt , dass der Temperaturmesswiderstand auf dem Koppelelementträger angeordnet ist . It is also preferred that the temperature measuring resistor is arranged on the coupling element carrier.
Alternativ ist der Temperaturmesswiderstand an dem Koppelelementträger mit einem Abstand von 0 , 2mm bis 20 , 0mm, bevorzugt 0 , 5mm bis 1 , 2mm, von dem Koppelelementträger angeordnet . Alternatively, the temperature measurement resistor is arranged on the coupling element carrier at a distance of 0.2 mm to 20.0 mm, preferably 0.5 mm to 1.2 mm, from the coupling element carrier.
Bevorzugt wird auch, dass das Anschlusselement mit einer IX- Industrial Buchse gebildet ist . It is also preferred that the connection element is formed with an IX industrial socket.
Ein zweites Aus führungsbeispiel bezieht sich auf eine Feldsondenkombination zur Verwendung bei , also für, Mittel- und Hochspannungen mit einem Anschlusselement gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Aus führungen, wobei die Feldsondenkombination teilweise oder vollständig von einem Gießharz umgeben ist und das Anschlusselement derart in dem Gießharz vergossen ist , dass nur das erste Koppelelement des Anschlusselementes von außerhalb des Gießharzes zugänglich, insbesondere mit einem zweiten Koppelelement von außerhalb des Gießharzes koppelbar ist . Eine erste Feldsonde und eine zweite Feldsonde der Feldsondenkombination sind dabei elektrische leitend mit den Verbindungselementen des Koppelelementträgers verbunden . Bevorzugt wird eine Feldsondenkombination zur Verwendung bei Mittel- und Hochspannungen, mit einer ersten Feldsonde und einer zweiten Feldsonde , wobei die erste Feldsonde und die zweite Feldsonde durch auf einem I solator aufgebrachte erste leitende Feldsondenschicht für die erste Feldsonde und durch auf den I solator aufgebrachte zweite leitende Feldsondenschicht für die zweite Feldsonde gebildet wird, wobei der I solator die Form eines Hohl zylinders , oder eines parallel zu einer Symmetrieachse der Feldsondenkombination geschlitzten Hohl zylinders aufweist , wobei der I solator senkrecht zu der Symmetrieachse , also in radialer Richtung, eine I solatordicke aufweist , die die erste leitende Feldsondenschicht von der zweiten leitende Feldsondenschicht trennt , wobei die erste leitende Feldsondenschicht auf einer radial in das Innere des Hohl zylinders weisenden ersten Seite des I solators angeordnet ist und die zweite leitende Feldsondenschicht auf einer auf dem Hohl zylinder radial nach Außen weisenden zweiten Seite des I solators angeordnet ist , wobei die erste leitende Feldsondenschicht erste Kontaktierungsmittel und die zweite leitende Feldsondenschicht zweite Kontaktierungsmittel aufweisen . A second exemplary embodiment relates to a field probe combination for use with, i.e. for, medium and high voltages with a connection element according to one or more of the above versions, the field probe combination being partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element being embedded in the cast resin is cast that only the first coupling element of the connection element is accessible from outside the casting resin, in particular can be coupled to a second coupling element from outside the casting resin. A first field probe and a second field probe of the field probe combination are electrically conductively connected to the connecting elements of the coupling element carrier. A field probe combination for use with medium and high voltages is preferred, with a first field probe and a second field probe, the first field probe and the second field probe being connected by a first conductive field probe layer applied to an insulator for the first field probe and by a second conductive field probe layer applied to the insulator conductive field probe layer is formed for the second field probe, the insulator being in the form of a hollow cylinder or a hollow cylinder slotted parallel to an axis of symmetry of the field probe combination, the insulator having an insulator thickness perpendicular to the axis of symmetry, i.e. in the radial direction which separates the first conductive field probe layer from the second conductive field probe layer, the first conductive field probe layer being arranged on a first side of the insulator pointing radially into the interior of the hollow cylinder and the second conductive field probe layer being arranged radially on a side on the hollow cylinder is arranged on the outward-facing second side of the insulator, the first conductive field probe layer having first contacting means and the second conductive field probe layer having second contacting means.
Im Lichte dieser Of fenbarung soll die Formulierung Hohl zylinder oder Hohl zylinderform oder hohl zylinderförmig auch immer die Form des geschlitzten Hohl zylinders umfassen, insbesondere auch einen vollständig geschlitzten Hohl zylinder, also einen Hohl zylinder, bei dem ein durchgehender Abschnitt der Mantel fläche parallel zur Symmetrieachse der Feldsondenkombination fehlt . Der Begri f f leitend ist im Lichte dieser Of fenbarung auf elektrisch leitend und der Begri f f isolierend, isoliert oder I solator auf elektrisch isolierend bezogen . Die Kombination aus einem I solator, insbesondere einem flexiblen I solator, mit zwei Feldsonden ermöglicht insbesondere eine genaue Positionierbarkeit und Ausrichtbarkeit , bei einem fixen I solationsabstand zwischen den Feldsonden . Vorteilhaft ist auch, dass bei dieser Bauform nur ein Bauteil , die Feldsondenkombination, umgossen oder umspritzt werden muss , was den Produktionsaufwand für Durchführungen mit einer solchen Feldsondenkombination verringert . In the light of this disclosure, the wording hollow cylinder or hollow cylindrical shape or hollow cylindrical should always include the shape of the slotted hollow cylinder, in particular also a completely slotted hollow cylinder, i.e. a hollow cylinder in which a continuous section of the lateral surface is parallel to the axis of symmetry the field probe combination is missing . In the light of this disclosure, the term conductive refers to electrically conductive and the term insulating, insulated or insulator refers to electrically insulating. The combination of an isolator, in particular a flexible isolator, with two field probes enables precise positioning and alignment, with a fixed isolation distance between the field probes. It is also advantageous that with this design only one component, the field probe combination, has to be cast or overmoulded, which reduces the production costs for bushings with such a field probe combination.
Auch wird bevorzugt , dass das Gießharz um das erste Koppelelement eine Dichtfläche , insbesondere eine ebene Dichtfläche , bildet . It is also preferred that the casting resin forms a sealing surface, in particular a flat sealing surface, around the first coupling element.
Besonders bevorzugt wird, dass die ebene Dichtfläche in einer Vertiefung im Gießharz gebildet ist , insbesondere durch eine Formgebung in einem Gießharzwerkzeug, also einem Teil der Gießharz form, oder durch nach dem Gießen erfolgte Bearbeitung, insbesondere spanende oder thermische Bearbeitung . It is particularly preferred that the flat sealing surface is formed in a depression in the cast resin, in particular by shaping in a cast resin tool, ie a part of the cast resin mold, or by machining carried out after casting, in particular machining or thermal machining.
Ein drittes Aus führungsbeispiel bezieht sich auf ein korrespondierendes Anschlusselement zum Herstellen einer Viel zahl von elektrisch leitenden Verbindungen mit einem Anschlusselement nach einer oder mehreren der vorstehenden Aus führungen, wobei das korrespondierende Anschlusselement ein zweites Koppelelement aufweist , A third exemplary embodiment relates to a corresponding connection element for producing a large number of electrically conductive connections with a connection element according to one or more of the above statements, the corresponding connection element having a second coupling element,
• das zweite Koppelelement an einem Koppelelementträger angeordnet ist , • the second coupling element is arranged on a coupling element carrier,
• das zweite Koppelelement weitere Kontaktelemente , die elektrisch leitend ausgestaltet sind, aufweist , • the second coupling element has further contact elements that are designed to be electrically conductive,
• die weiteren Kontaktelemente elektrisch leitend mit weiteren Kontaktherstellungsmitteln verbunden oder verbindbar sind, • the further contact elements are electrically conductively connected or can be connected to further contact-making means,
• das zweite Koppelelement ein Bestückungselement aufweist , das mittels weiterer Kontaktelemente mit korrespondierenden Kontaktelementen elektrisch leitend verbindbar ist , und das Bestückungselement eine als Sekundärkapazität wirkende Kapazität aufweist , das korrespondierende Anschlusselement ein Gehäuse aufweist , wobei das Gehäuse eine Öf fnung mit dem in der Öf fnung angeordneten zweiten Koppelelement aufweist und durch eine weitere Öf fnung im Gehäuse elektrische Leitungen iso- liert in das Gehäuse geführt und mit den weiteren Kontaktelementen verbunden sind . • the second coupling element has an assembly element which can be electrically connected to corresponding contact elements by means of further contact elements, and the assembly element has a capacitance acting as a secondary capacitance, the corresponding connection element has a housing, the housing having an opening with the opening arranged in the opening second coupling element and through a further opening in the housing electrical lines iso- are routed into the housing and connected to the other contact elements.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Gehäuse aus einem Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet . Diese Konfiguration erlaubt eine Schirmung gegen EMV Störungen und dient bevorzugt gleichzeitig als Zugentlastung . In a preferred embodiment, the housing is made of a metal or another conductive material. This configuration allows shielding against EMC interference and preferably serves at the same time as strain relief.
Bevorzugt besteht die Sekundärkapazität des Bestückungselementes aus ein, zwei oder mehr SMD-Einzelkapazitäten . The secondary capacitance of the placement element preferably consists of one, two or more individual SMD capacitances.
Weiter bevorzugt wird, dass auf dem Bestückungselementes eine Gasentladungsröhre vorgesehen ist , die Überspannungen oder Transiente , die anliegen können, insbesondere über eine Feldsondenkombination nach einem oder mehreren der vorstehenden Aus führungen zum zweiten Aus führungsbeispiel , gegen eine Masse ableiten und so einen Luftüberschlag und/oder Beschädigung von Komponenten verhindert . It is further preferred that a gas discharge tube is provided on the component element, which discharges overvoltages or transients that may be present, in particular via a field probe combination according to one or more of the above statements for the second exemplary embodiment, to ground and thus an air flashover and/or Component damage prevented .
Insbesondere wird bevorzugt , dass das korrespondierende Anschlusselement von einem IX- Industrial Stecker gebildet wird, der als Bestückungselemente ein PCB ( Printed Circuit Board) aufweist , insbesondere ein PCB mit SMD-Kapazitäten und/oder einer Gasentladungsröhre , insbesondere einer SMD- Gasentladungsröhre . In particular, it is preferred that the corresponding connection element is formed by an IX-Industrial plug, which has a PCB (Printed Circuit Board) as assembly elements, in particular a PCB with SMD capacitances and/or a gas discharge tube, in particular an SMD gas discharge tube.
Ein viertes Aus führungsbeispiel bezieht sich auf ein Stecker- Buchse-System mit einem Anschlusselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Aus führungen zum ersten Aus führungsbeispiel und einem korrespondierenden Anschlusselement nach dem dritten Aus führungsbeispiel . A fourth exemplary embodiment relates to a plug-socket system with a connection element according to one or more of the above statements relating to the first exemplary embodiment and a corresponding connection element according to the third exemplary embodiment.
Bevorzugt wird dabei , dass das Stecker-Buchse-System des vierten Aus führungsbeispiels mit einer Feldsondenkombination gemäß einem oder mehreren Aus führungen des zweiten Aus führungsbeispiels wobei die Feldsondenkombination teilweise oder vollständig von einem Gießharz umgeben ist und das Anschlus- selement derart in dem Gießharz vergossen ist , dass nur das erste Koppelelement das Anschlusselementes von außerhalb des Gießharzes zugänglich, insbesondere mit einem zweiten Koppelelement von außerhalb des Gießharzes koppelbar, ist . It is preferred that the plug-socket system of the fourth exemplary embodiment with a field probe combination according to one or more versions of the second exemplary embodiment, the field probe combination being partially or completely surrounded by a cast resin and the connection selement is cast in the casting resin in such a way that only the first coupling element, the connecting element is accessible from outside the casting resin, in particular can be coupled to a second coupling element from outside the casting resin.
Auch wird bevorzugt , dass das Gießharz um das erste Koppelelement eine Dichtfläche , insbesondere eine ebene Dichtfläche , bildet und das zweite Koppelelement eine flexible Hülle , insbesondere Kunststof fhülle oder Kautschukhülle , aufweist und die flexible Hülle , wenn das erste Koppelelement und das zweite Koppelelement miteinander verbunden sind, derart auf die Dichtfläche wirkt , dass die Dichtfläche und flexible Hülle verhindern, dass Verunreinigungen, insbesondere Feuchtigkeit und/oder Staub, in das erste Koppelelement und das zweite Koppelelement eindringen . It is also preferred that the casting resin forms a sealing surface, in particular a flat sealing surface, around the first coupling element and that the second coupling element has a flexible sleeve, in particular a plastic sleeve or rubber sleeve, and the flexible sleeve when the first coupling element and the second coupling element are connected to one another are, acts on the sealing surface in such a way that the sealing surface and flexible sleeve prevent contamination, in particular moisture and/or dust, from penetrating into the first coupling element and the second coupling element.
Weiter wird bevorzugt , dass das Anschlusselement mit einer IX- Industrial Buchse und korrespondierende Anschlusselement mit einem IX- Industrial Stecker gebildet wird . It is further preferred that the connecting element is formed with an IX Industrial socket and the corresponding connecting element is formed with an IX Industrial plug.
Insbesondere wird bevorzugt , dass die der IX- Industrial Stecker und die IX- Industrial Buchse B-codiert sind . In particular, it is preferred that the IX-Industrial plug and the IX-Industrial socket are B-coded.
Alternativ zu der IX- Industrial Buchse , die auch als IX- Industrial Buchsensockel bezeichnet wird, und dem IX- Industrial Stecker wird bevorzugt , dass das Anschlusselement und das korrespondierende Anschlusselement gemäß Vorgaben zu USB-C oder zu RJ45 oder zu M8 Rundsteckern oder zu M12 Rundsteckern ausgestaltet sind . As an alternative to the IX-Industrial socket, which is also referred to as IX-Industrial socket base, and the IX-Industrial plug, it is preferred that the connection element and the corresponding connection element are in accordance with the specifications for USB-C or for RJ45 or for M8 round plugs or for M12 Circular connectors are designed.
Ein fünftes Aus führungsbeispiel bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für ein Anschlusselement gemäß einer oder mehreren Aus führungen zum ersten Aus führungsbeispiel , wobei ein erstes Koppelelement derart auf einem Koppelelementträger angeordnet und befestigt wird, dass Kontaktelemente mit mindestens einem Kontaktherstellungsmittel des Koppelelementträgers elektrisch leitend verbunden werden und ein Temperaturmesswiderstand am oder auf dem Koppelelementträger angeordnet und befestigt wird, dass der Temperaturmesswiderstand elektrisch leitend mit mindestens zwei Kontaktelementen über mindestens j eweils ein Kontaktherstellungsmittel verbunden ist . A fifth exemplary embodiment relates to a manufacturing method for a connection element according to one or more versions of the first exemplary embodiment, a first coupling element being arranged and fastened on a coupling element carrier in such a way that contact elements make contact with at least one contact-making means of the coupling element carrier are electrically conductively connected and a temperature measuring resistor is arranged and fixed on or on the coupling element carrier, that the temperature measuring resistor is electrically conductively connected to at least two contact elements via at least one contact-making means each.
Ein sechstes Aus führungsbeispiel bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für eine Feldsondenkombination gemäß einer oder mehreren Aus führungen zum zweiten Aus führungsbeispiel , wobei die Feldsondenkombination teilweise oder vollständig von einem Gießharz umgeben wird und das Anschlusselement derart in dem Gießharz vergossen wird, dass nur das erste Koppelelement des Anschlusselementes von außerhalb des Gießharzes zugänglich - insbesondere mit einem zweiten Koppelelement von außerhalb des Gießharzes koppelbar - ist . A sixth exemplary embodiment relates to a manufacturing method for a field probe combination according to one or more versions of the second exemplary embodiment, wherein the field probe combination is partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element is cast in the cast resin in such a way that only the first coupling element of the Connection element accessible from outside the cast resin - in particular with a second coupling element from outside the cast resin can be coupled.
Ein siebtes Aus führungsbeispiel bezieht sich auf Verwendung eines Stecker-Buchse-System gemäß einer oder mehreren Aus führungen zum dritten Aus führungsbeispiel mit einer Feldsondenkombination, wobei die Feldsondenkombination eine erste Feldsonde für eine kapazitive Spannungsmessung und ein Temperatursensor, der in einem Gießharz um die Feldsondenkombination herum eingegossen ist aufweist , und der Temperatursensor verwendet wird, um mittels einer vorbestimmten Epsilon r / Temperatur Referenzkennlinie die gemessenen kapazitiven Spannungen zu korrigieren, um eine erhöhte Messgenauigkeit zu erreichen . A seventh exemplary embodiment relates to the use of a plug-and-socket system according to one or more versions of the third exemplary embodiment with a field probe combination, the field probe combination having a first field probe for capacitive voltage measurement and a temperature sensor that is embedded in a cast resin around the field probe combination is cast has, and the temperature sensor is used to correct the measured capacitive voltages by means of a predetermined epsilon r / temperature reference characteristic in order to achieve increased measurement accuracy.
Insbesondere wird bevorzugt , dass eine Temperatur Referenzkennlinie verwendet wird, die eine Kompensation von Luft- f euchtigkeitsschwankungen im Rahmen der Messgenauigkeit entbehrlich macht . In particular, it is preferred that a temperature reference characteristic curve is used which makes compensation for air humidity fluctuations unnecessary within the scope of measurement accuracy.
Auch wird bevorzugt , dass die Feldsondenkombination mit dem Stecker-Buchse-System und in Kombination mit einem unter Mittel- oder Hochspannung stehenden Primärleiter einer Durchführung einer Schaltanlage derart verwendet wird, dass ein kapa- zitiver Spannungsteiler gebildet wird, sodass durch Erdung eines ersten Kontaktierungsmittels an einem zweiten Kontaktierungsmittel eine für Personen ungefährliche und messbare Spannung anliegt . It is also preferred that the field probe combination with the plug-socket system and in combination with a medium- or high-voltage primary conductor of a switchgear bushing is used in such a way that a capacitive zitive voltage divider is formed, so that a harmless and measurable voltage is applied to people by grounding a first contacting means to a second contacting means.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert , wobei die Figuren nur als beispielhafte Aus führungen zu verstehen sind, deren Merkmale sich frei kombinieren lassen . The invention is explained in more detail below with the aid of figures, the figures being only to be understood as exemplary embodiments whose features can be freely combined.
Figur 1 : Schematisch Schnittdarstellung einer Durchführung mit einer Feldsondenkombination; FIG. 1: Schematic sectional representation of a bushing with a field probe combination;
Figur 2 : Schematische Schnittdarstellung durch eine Feldsondenkombination; FIG. 2: Schematic sectional representation through a field probe combination;
Figur 3 : Schematische Darstellung eines Aufrisses eines Anschlusselementes , das mit einem korrespondierenden Anschlusselement gekoppelt ist ; FIG. 3: Schematic representation of an elevation of a connection element which is coupled to a corresponding connection element;
Figur 4 : Schematische Darstellung erfindungsgemäßen Anschlusselementes mit einen Koppelelementträger und einem ersten Koppelelement ; FIG. 4: Schematic representation of the connection element according to the invention with a coupling element carrier and a first coupling element;
Figur 5 : Schematische Darstellung einer beispielhaften Belegung eines ersten Koppelelements ; FIG. 5: Schematic representation of an exemplary assignment of a first switching element;
Figur 6 : Schematische Darstellung einer beispielhaften Belegung eines zweiten Koppelelements FIG. 6: Schematic representation of an exemplary assignment of a second switching element
Die Figur 1 zeigt eine beispielhafte , schematische Schnittdarstellung einer Durchführung 500 mit einer umgossenen Feldsondenkombination 510 . Die Durchführung 500 weist mittig einen Primärleiter 600 auf , dessen Spannungsbeaufschlagung über die umgossenen Feldsondenkombination 510 kapazitiv bestimmbar ist . Die umgossene Feldsondenkombination 510 ist mit einem Polymer 520 , bevorzugt einem Gießharz 520 , umgossen, um einen gasdichten Einbau in eine gasisolierte Schaltanlage zu ermöglichen . FIG. 1 shows an exemplary, schematic sectional illustration of a feedthrough 500 with a cast-in field probe combination 510 . The bushing 500 has a primary conductor 600 in the middle, the voltage applied to which can be capacitively determined via the encapsulated field probe combination 510 . The encapsulated field probe combination 510 is encapsulated with a polymer 520, preferably a cast resin 520, in order to enable gas-tight installation in a gas-insulated switchgear.
Zum elektrischen Kontaktieren der umgossenen Feldsondenkombination 510 ist ein umgossenes Anschlusselement 530 mit einem ersten Koppelelement 20 und einem Koppelelementträger 30 vorgesehen . Das umgossene Anschlusselement 530 ist dabei direkt an der Feldsondenkombination 510 oder mit dieser über eine nicht gezeigte PCB-Lasche oder nicht gezeigte Anschlussleitungen verbunden . An encapsulated connection element 530 with a first coupling element 20 and a coupling element carrier 30 is provided for electrical contacting of the encapsulated field probe combination 510 . The encapsulated connection element 530 is connected directly to the field probe combination 510 or to it via a PCB tab (not shown) or connection lines (not shown).
Die Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer mit einem Polymer 520 , bevorzugt einem Gießharz , umgossene Feldsondenkombination 1 . Die Feldsondenkombination 1 verfügt über eine erste leitende Feldsondenschicht 610 und eine zweite leitende Feldsondenschicht 620 . Die erste leitende Feldsondenschicht 610 ist über ein erstes Kontaktierungsmittel 640 elektrisch kontaktierbar, die zweite leitende Feldsondenschicht 620 ist über ein zweites Kontaktierungsmittel 650 elektrisch kontaktierbar . Weiter ist ein Temperaturmesswiderstand 50 gezeigt , der bevorzugt auf einem hier nicht gezeigten Koppelelementträger 30 derart angeordnet ist , dass der Temperaturmesswiderstand 50 die Temperatur der umgossene Feldsondenkombination 1 bestimmen kann und daraus die Temperatur des Polymers 520 zwischen der umgossene Feldsondenkombination 1 und dem Primärleiter ableiten oder abschätzen kann . FIG. 2 shows a schematic sectional representation of a field probe combination 1 encapsulated with a polymer 520 , preferably a casting resin. The field probe combination 1 has a first conductive field probe layer 610 and a second conductive field probe layer 620 . The first conductive field probe layer 610 can be electrically contacted via a first contacting means 640 , the second conductive field probe layer 620 can be electrically contacted via a second contacting means 650 . A temperature measuring resistor 50 is also shown, which is preferably arranged on a coupling element carrier 30, not shown here, in such a way that the temperature measuring resistor 50 can determine the temperature of the encapsulated field probe combination 1 and derive or estimate the temperature of the polymer 520 between the encapsulated field probe combination 1 and the primary conductor can .
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufrisses eines Anschlusselementes 10 , das mit einem korrespondierendes Anschlusselement 15 gekoppelt ist . Das Anschlusselement 10 weist eine Koppelelementträger 30 und ein Koppelelement 20 auf . Der Koppelelementträger 30 verfügt weiter über einen Temperaturmesswiderstand 50 , der Übersichtlichkeit halber auf der dem Koppelelement 20 zugewandten Seite des Koppelelementträger 30 angeordnet ist . Bevorzugt , hier aber nicht gezeigt , ist der Temperaturmesswiderstand 50 auf der dem Koppelelement 20 abgewandten Seite des Koppelelementträger 30 angeordnet und so räumlich näher an der Feldsondenkombination 1 angeordnet . Im eingegossenen Zustand ist kein Hohlraum um das Anschlusselement 10 im Polymer 520 vorhanden, dieser ist hier lediglich eingezeichnet , um die Strukturen des Anschlusselementes 10 sichtbar zu machen . Der Polymer 520 der Durchführung 500 weist hier eine Dichtfläche 5 auf . FIG. 3 shows a schematic representation of an elevation of a connection element 10 which is coupled to a corresponding connection element 15 . The connection element 10 has a coupling element carrier 30 and a coupling element 20 . The coupling element carrier 30 also has a temperature measurement resistor 50 which, for the sake of clarity, is arranged on the side of the coupling element carrier 30 which faces the coupling element 20 . Preferred , but here not shown, the temperature measuring resistor 50 is arranged on the side of the coupling element carrier 30 facing away from the coupling element 20 and is thus arranged spatially closer to the field probe combination 1 . In the cast-in state, there is no cavity around the connecting element 10 in the polymer 520; this is only drawn in here in order to make the structures of the connecting element 10 visible. The polymer 520 of the feedthrough 500 has a sealing surface 5 here.
Das korrespondierende Anschlusselement 15 weist ein zweites Koppelelement 40 auf , das in einem Gehäuse 16 , bevorzugt einem metallischen Gehäuse 16 zur elektromagnetischen Schirmung, angeordnet ist . Über dem Gehäuse 16 ist eine flexible Hülle 28 angeordnet , die zusammen mit der Dichtfläche 5 eine Abdichtung des Anschlusselementes 10 und des korrespondierenden Anschlusselementes 15 gegen Umwelteinflüsse , wie insbesondere Luftfeuchtigkeit und Staub, bewirkt . Gezeigt sind auch weitere Kontaktherstellungsmittel 411 bis 416 , die elektrischen Zuleitungen, von denen hier nur zwei als Kabel ausgeführte zu sehen sind . The corresponding connection element 15 has a second coupling element 40 which is arranged in a housing 16, preferably a metallic housing 16 for electromagnetic shielding. A flexible sleeve 28 is arranged over the housing 16 and, together with the sealing surface 5, seals the connection element 10 and the corresponding connection element 15 against environmental influences, such as in particular humidity and dust. Further contact-making means 411 to 416 are also shown, the electrical supply lines, of which only two designed as cables can be seen here.
Auch gezeigt ist ein Bestückungselement 420 mit einer Sekundärkapazität 422 , die für die kapazitive Spannungsmessung notwendig ist . Also shown is a placement element 420 with a secondary capacitance 422 which is necessary for the capacitive voltage measurement.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung erfindungsgemäßen Anschlusselementes 10 mit einen Koppelelementträger 30 und einem ersten Koppelelement 20 . Der Koppelelementträger 30 ist hier als PCB ausgeführt und die Kontaktherstellungsmittel 211 bis 216 des ersten Koppelelements 20 sind als Leiterbahnen mit Lötpads ausgestaltet . Auf Lötpads ist hier auch der Temperaturmesswiderstand 50 angeordnet . FIG. 4 shows a schematic representation of connection element 10 according to the invention with a coupling element carrier 30 and a first coupling element 20 . The coupling element carrier 30 is designed here as a PCB and the contact-making means 211 to 216 of the first coupling element 20 are designed as conductor tracks with soldering pads. The temperature measurement resistor 50 is also arranged here on soldering pads.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Belegung eines ersten Koppelelements 20 mit den Kontaktelementen 201 bis 210 . Hier ist beispielhaft die Belegung einer IX- Industrial Buchse gezeigt , wobei beispielsweise die Masse auf den Kontaktelementen 206 , 207 angeschlossen ist , die erste Feldsonde zur kapazitiven Spannungsmessung an den Kontaktelementen 209 , 210 angeschlossen ist und der Temperaturmesswiderstand an den Kontaktelementen 203 , 204 angeschlossen ist . Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Belegung eines zweiten Koppelelements 40 mit den Kontaktelementen 401 bis 410 . Hier ist beispielhaft die Belegung eines IX- Industrial Steckers gezeigt , wobei beispielsweise die Masse mit den Kontaktelementen 406 , 407 kontaktiert wird, die erste Feldsonde zur kapazitiven Spannungsmessung an den Kontaktelementen 409 , 410 kontaktiert wird und der Temperaturmesswiderstand an den Kontaktelementen 403 , 404 kontaktiert wird . FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary allocation of a first coupling element 20 with the contact elements 201 to 210. The assignment of an IX-Industrial socket is shown here as an example, with the ground being connected to the contact elements 206, 207, for example, the first field probe for capacitive voltage measurement is connected to the contact elements 209 , 210 and the temperature measuring resistor is connected to the contact elements 203 , 204 . FIG. 6 shows a schematic representation of an exemplary assignment of a second coupling element 40 with the contact elements 401 to 410. Here, the assignment of an IX-Industrial connector is shown as an example, whereby, for example, the ground is contacted with the contact elements 406, 407, the first field probe for capacitive voltage measurement is contacted with the contact elements 409, 410 and the temperature measurement resistor is contacted with the contact elements 403, 404 .
Bezugszeichenliste Reference List
1 Feldsondenkombination; 1 field probe combination;
5 ebene Dichtfläche; 5 flat sealing surface;
10 Anschlusselement für eine Feldsondenkombination 1;10 connection element for a field probe combination 1;
15 korrespondierendes Anschlusselement; 15 corresponding connection element;
16 Gehäuse eines korrespondierenden Anschlusselements 15; 16 housing of a corresponding connection element 15;
20 erstes Koppelelement; 20 first coupling element;
25 zweites Koppelelement; 25 second coupling element;
28 flexible Hülle des zweites Koppelelements; 28 flexible sheath of the second coupling element;
30 Koppelelementträger; 30 coupling element carrier;
40 zweites Koppelelement; 40 second coupling element;
50 Temperaturmesswiderstand; 50 temperature sensing resistor;
201 - 210 Kontaktelemente des ersten Koppelelements 20; 201-210 contact elements of the first coupling element 20;
211 - 216 Kontaktherstellungsmittel des ersten Koppelelements 20; 211 - 216 contacting means of the first coupling element 20;
401 - 410 weitere Kontaktelemente des zweiten Koppelelementes 40; 401-410 further contact elements of the second coupling element 40;
411 - 416 weiteren Kontaktherstellungsmittel des zweiten Koppelelements 40; 411-416 further contact-making means of the second coupling element 40;
420 Bestückungselement; 420 placement element;
422 Sekundärkapazität; 422 secondary capacitance;
500 Durchführung; 500 implementation;
510 umgossene Feldsondenkombination 1; 510 overmolded field probe combination 1;
520 Polymermasse oder Gießharz; 520 polymer mass or casting resin;
530 umgossenes Anschlusselement 10; 530 encapsulated connection element 10;
600 Leiter oder Primärleiter; 600 conductors or primary conductors;
610 erste leitende Feldsondenschicht; 610 first conductive field probe layer;
620 zweite leitende Feldsondenschicht; 620 second conductive field probe layer;
630 Isolator, insbesondere Polyimid; 630 insulator, especially polyimide;
640 erstes Kontaktierungsmittel; 640 first contacting means;
650 zweites Kontaktierungsmittel. 650 second contacting means.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Anschlusselement (10) für eine Feldsondenkombination (1) zur Verwendung bei Mittel- und Hochspannungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Anschlusselement (10) 1. Connection element (10) for a field probe combination (1) for use with medium and high voltages, th a r c e n t i n e t that the connection element (10)
• einen Koppelelementträger (30) und • a coupling element carrier (30) and
• ein erstes Koppelelement (20) aufweist, wobei • has a first coupling element (20), wherein
• das erste Koppelelement (20) auf dem Koppelelementträger (30) angeordnet ist, • the first coupling element (20) is arranged on the coupling element carrier (30),
• das erste Koppelelement (20) Kontaktelemente (201 bis 210) , die elektrisch leitend ausgestaltet sind, aufweist, • the first coupling element (20) has contact elements (201 to 210) which are designed to be electrically conductive,
• die Kontaktelemente (201 bis 210) mit mindestens einem Kontaktherstellungsmittel (211 bis 216) verbunden und/oder verbindbar sind, • the contact elements (201 to 210) are and/or can be connected to at least one contact-making means (211 to 216),
• die Kontaktelemente (201 bis 210) jeweils mit weiteren Kontaktelementen (401 bis 410) eines zweiten Koppelelementes (40) verbindbar ausgestaltet sind, • the contact elements (201 to 210) are each designed to be connectable to further contact elements (401 to 410) of a second coupling element (40),
• mindestens zwei der Kontaktelemente (201 bis 210) über mindestens jeweils ein Kontaktherstellungsmittel (211 bis 216) mit einem Temperaturmesswiderstand (50) verbunden sind, und • at least two of the contact elements (201 to 210) are connected to a temperature measuring resistor (50) via at least one contact-making means (211 to 216), and
• der Temperaturmesswiderstand (50) derart auf dem Koppelelementträger (30) angeordnet ist, dass mit dem Temperaturmesswiderstand (50) die Temperatur der Feldsondenkombination (1) bestimmbar ist, wobei weiter der Koppelelementträger (30) Verbindungselemente (60) aufweist, die mit elektrisch leitenden Verbindungsstellen der Feldsondenkombination (1) verbindbar ausgestaltet sind. • the temperature measuring resistor (50) is arranged on the coupling element carrier (30) in such a way that the temperature of the field probe combination (1) can be determined with the temperature measuring resistor (50), the coupling element carrier (30) also having connecting elements (60) which are connected to electrically conductive Connection points of the field probe combination (1) are designed to be connected.
2. Anschlusselement (10) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Anschlusselement (10) ausgestaltet ist, in der Feldsondenkombination (1) oder in einer Umhüllung der Feldsondenkombination eingebettet zu sein. Anschlusselement (10) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kontaktelemente (201 bis 210) derart angeordnet sind, dass ein ausreichender Abstand zwischen den Kontaktelementen (209,210) für einen kapazitiven Spannungsabgriff und den Kontaktelementen (206,207) für ein Massesignal vorhanden ist. Anschlusselement (10) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zwischen oder parallel versetzt zwischen mindestens einem oder zwei der Kontaktelemente (209,210) für den kapazitiven Spannungsabgriff und mindestens einem oder zwei der Kontaktelemente (206,207) für das Massesignal Kontaktelemente (203, 204) für eine Verbindung mit dem Temperaturmesswiderstand (50) vorhanden sind. Anschlusselement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Temperaturmesswiderstand (50) auf der dem ersten Koppelelement (20) gegenüberliegenden Seite des Koppelelementträgers (30) angeordnet ist. Feldsondenkombination (1) zur Verwendung bei Mittel- und Hochspannungen mit einem Anschlusselement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Feldsondenkombination teilweise oder vollständig von einem Gießharz umgeben ist und das Anschlusselement (10) derart in dem Gießharz vergossen ist, dass nur das erste Koppelelement (20) des Anschlusselementes (10) von außerhalb des Gießharzes zugänglich, insbesondere mit einem 17 zweiten Koppelelement (25) von außerhalb des Gießharzes koppelbar ist. . Feldsondenkombination (1) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Gießharz um das das erste Koppelelement (20) eine Dichtfläche, insbesondere eine ebene Dichtfläche, bildet. . Korrespondierendes Anschlusselement (15) zum Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitenden Verbindungen mit einem Anschlusselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das korrespondierende Anschlusselement (15) ein zweites Koppelelement (25) aufweist, 2. Connection element (10) according to claim 1, characterized in that the connection element (10) is designed to be embedded in the field probe combination (1) or in a casing of the field probe combination. Connection element (10) according to Claim 1 or 2, characterized in that the contact elements (201 to 210) are arranged in such a way that there is a sufficient distance between the contact elements (209,210) for a capacitive voltage tap and the contact elements (206,207) for a ground signal. Connection element (10) according to claim 3, characterized in that between or offset in parallel between at least one or two of the contact elements (209, 210) for the capacitive voltage tap and at least one or two of the contact elements (206, 207) for the ground signal contact elements (203, 204) for a Connection to the temperature measuring resistor (50) are present. Connection element (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature measuring resistor (50) on the first coupling element (20) opposite side of the coupling element carrier (30) is arranged. Field probe combination (1) for use at medium and high voltages with a connection element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the field probe combination is partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element (10) is cast in the cast resin in such a way that only the first coupling element (20) of the connecting element (10) accessible from outside the cast resin, in particular with a 17 second coupling element (25) can be coupled from outside the casting resin. . Field probe combination (1) according to Claim 6, characterized in that the cast resin forms a sealing surface, in particular a flat sealing surface, around the first coupling element (20). . Corresponding connection element (15) for producing a multiplicity of electrically conductive connections with a connection element (10) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the corresponding connection element (15) has a second coupling element (25),
• das zweite Koppelelement (25) an einem Koppelelementträger (30) angeordnet ist, • the second coupling element (25) is arranged on a coupling element carrier (30),
• das zweite Koppelelement (25) weiteren Kontaktelementen (401 bis 410) , die elektrisch leitend ausgestaltet sind, aufweist, • the second coupling element (25) has further contact elements (401 to 410) which are designed to be electrically conductive,
• die weiteren Kontaktelementen (401 bis 410) elektrisch leitend mit weiteren Kontaktherstellungsmittel (411 bis 416) verbunden oder verbindbar sind, • the further contact elements (401 to 410) are electrically conductively connected or can be connected to further contact-making means (411 to 416),
• das zweite Koppelelement (25) ein Bestückungselement (420) aufweist, das mittels weiterer Kontaktelemente (407, 410) mit korrespondierenden Kontaktelementen (207, 210) elektrisch leitend verbindbar ist, und das Bestückungselement (420) eine als Sekundärkapazität (422) wirkende Kapazität aufweist, das korrespondierende Anschlusselement (15) ein Gehäuse (16) aufweist, wobei das Gehäuse (16) eine Öffnung mit dem in der Öffnung angeordneten zweiten Koppelelement (25) aufweist und durch eine weitere Öffnung im Gehäuse (16) elektrische Leitungen isoliert in das Gehäuse (16) geführt und mit den weiteren Kontaktelementen (401 bis 410) verbunden sind. 18 Stecker-Buchse-System mit einem Anschlusselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einem korrespondierenden Anschlusselement (15) nach Anspruch 8. Stecker-Buchse-System nach Anspruch 9 mit einer Feldsondenkombination gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Feldsondenkombination teilweise oder vollständig von einem Gießharz umgeben ist und das Anschlusselement (10) derart in dem Gießharz vergossen ist, dass nur das erste Koppelelement (20) das Anschlusselementes (10) von außerhalb des Gießharzes zugänglich, insbesondere mit einem zweiten Koppelelement (25) von außerhalb des Gießharzes koppelbar ist. Stecker-Buchse-System nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Gießharz um das erste Koppelelement (20) eine Dichtfläche, insbesondere eine Ebene Dichtfläche, bildet und das zweiten Koppelelement (25) eine flexible Hülle (28) aufweist und die flexible Hülle (28) , wenn das erste Koppelelement (20) und das zweite Koppelelement (25) miteinander verbunden sind, derart auf die Dichtfläche wirkt, dass die Dichtfläche und flexible Hülle (28) verhindern, dass Verunreinigungen, insbesondere Feuchtigkeit und/oder Staub, in das erste Koppelelement (20) und das zweite Koppelelement (25) eindringen. Stecker-Buchse-System nach einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Anschlusselement (10) mit einer IX-Industrial Buchse und korrespondierende Anschlusselement (15) mit einem IX- Industrial Stecker gebildet wird. Herstellungsverfahren für ein Anschlusselement (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, 19 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein erstes Koppelelement (20) derart auf einem Koppelelementträger (30) angeordnet und befestigt wird, dass Kontaktelemente (201 bis 210) mit mindestens einem Kontaktherstellungsmittel (211 bis 216) des Koppelelementträgers (30) elektrisch leitend verbunden werden und ein Temperaturmesswiderstand (50) am oder auf dem Koppelelementträger (30) angeordnet und befestigt wird, dass der Temperaturmesswiderstand (50) elektrisch leitend mit mindestens zwei Kontaktelementen (201 bis 210) über mindestens jeweils ein Kontaktherstellungsmittel (211 bis 216) verbunden ist. Herstellungsverfahren für eine Feldsondenkombination (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Feldsondenkombination (1) teilweise oder vollständig von einem Gießharz umgeben wird und das Anschlusselement (10) derart in dem Gießharz vergossen wird, dass nur das erste Koppelelement (20) des Anschlusselementes (10) von außerhalb des Gießharzes zugänglich - insbesondere mit einem zweiten Koppelelement (25) von außerhalb des Gießharzes koppelbar - ist. Verwendung eines Stecker-Buchse-System nach einem der Ansprüche 9 bis 12 mit einer Feldsondenkombination (1) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Feldsondenkombination (1) eine erste Feldsonde für eine kapazitive Spannungsmessung und ein Temperatursensor (50) , der in einem Gießharz um die Feldsondenkombination (1) herum eingegossen ist aufweist, und der Temperatursensor (50) verwendet wird, um mittels einer vorbestimmten Epsilon r / Temperatur Referenzkennlinie die gemessenen Kapazitiven Spannungen zu korrigieren, um eine erhöhte Messgenauigkeit zu erreichen. • the second coupling element (25) has an assembly element (420) which can be electrically connected to corresponding contact elements (207, 210) by means of further contact elements (407, 410), and the assembly element (420) has a capacitance acting as a secondary capacitance (422). the corresponding connection element (15) has a housing (16), the housing (16) having an opening with the second coupling element (25) arranged in the opening and electrical lines being insulated through a further opening in the housing (16) into the Housing (16) out and connected to the other contact elements (401 to 410). 18 plug-socket system with a connection element (10) according to one of claims 1 to 5 and a corresponding connection element (15) according to claim 8. Plug-socket system according to claim 9 with a field probe combination according to one of claims 6 or 7 characterized in that that the field probe combination is partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element (10) is cast in the cast resin in such a way that only the first coupling element (20) of the connection element (10) is accessible from outside the cast resin, in particular with a second coupling element (25 ) can be coupled from outside the casting resin. Plug-socket system according to Claim 10, characterized in that the cast resin forms a sealing surface, in particular a flat sealing surface, around the first coupling element (20) and the second coupling element (25) has a flexible sleeve (28) and the flexible sleeve (28 ) when the first coupling element (20) and the second coupling element (25) are connected to one another, acts on the sealing surface in such a way that the sealing surface and flexible sleeve (28) prevent contamination, in particular moisture and/or dust, from entering the first Coupling element (20) and the second coupling element (25) penetrate. Plug-socket system according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that the connecting element (10) is formed with an IX industrial socket and the corresponding connecting element (15) with an IX industrial plug. Manufacturing method for a connection element (10) according to one of claims 1 to 5, 19 characterized in that a first coupling element (20) is arranged and fastened on a coupling element carrier (30) in such a way that contact elements (201 to 210) are electrically conductively connected to at least one contact-making means (211 to 216) of the coupling element carrier (30) and a temperature measuring resistor (50) is arranged and fixed on or on the coupling element carrier (30) in that the temperature measuring resistor (50) is electrically conductively connected to at least two contact elements (201 to 210) via at least one contact-making means (211 to 216) each. Manufacturing method for a field probe combination (1) according to one of claims 6 or 7, characterized in that the field probe combination (1) is partially or completely surrounded by a cast resin and the connection element (10) is cast in the cast resin in such a way that only the first coupling element ( 20) of the connecting element (10) is accessible from outside the cast resin - in particular can be coupled to a second coupling element (25) from outside the cast resin. Use of a plug-socket system according to one of Claims 9 to 12 with a field probe combination (1), characterized in that the field probe combination (1) has a first field probe for a capacitive voltage measurement and a temperature sensor (50) which is in a cast resin around the field probe combination (1) is cast around, and the temperature sensor (50) is used to correct the measured capacitive voltages by means of a predetermined epsilon r / temperature reference characteristic in order to achieve increased measurement accuracy.
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