电压感测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于高压和/或中压功率承载导体的电压感测装置，所述电压感测装置包括：具有用于接收所述功率承载导体的通道的载体元件(3)，其中所述载体元件包括在所述载体元件通道的轴向上延伸并且充当所述电压感测装置的第一电极的电极(4)，其中所述电力线缆的导体(1)充当所述电压感测装置的第二电极，并且其中所述载体元件的热膨胀系数在20℃下小于5×10^‑6 1/K。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于电网中高压或中压功率承载导体的电压感测装置。本专利技术也涉及此类电压感测装置与功率承载导体的组合。最后，本专利技术涉及此类电压感测装置在线缆附件、线缆接合体和/或线缆终端装置中的用途。电网的操作员通过其安装位置和各个线缆上的电压和/或电流传感器监测电力网的状态。英国专利文件GB1058890描述了用于高压和中压电力线缆的电压传感器示例，其中线缆的绝缘导体和场感测探针电极由保护电极围绕，并且其中保护电极和探针电极与高增益放大器的输入端子相连。专利EP2608338A1公开了用于将高压或中压电力线缆连接到连接点的终端连接装置。根据一个实施方案，终端连接装置包括为电容式分压器的电压传感器，其中第一电容器由线缆内导体、线缆绝缘层和位于线缆绝缘层上的半导电部分组成。专利CN102543427A公开了包括具有两个电极的管状陶瓷体的电容式电压感测装置。鉴于上面列举的现有技术，希望为提供高准确度测量值的高压或中压功率承载导体提供电压感测装置。另外希望为高压或中压功率承载导体提供几乎不影响或不影响电力线缆电场的电压感测装置。还希望为高压或中压功率承载导体提供可轻松且经济有效地集成到高压或中压功率承载导体安装位置或组件中的电压感测装置。根据本专利技术用于高压或中压功率承载导体的电压感测装置提供：-具有用于接收功率承载导体的通道的载体元件，其中-载体元件包括在载体元件通道的轴向上延伸并且充当电压感测装置<br>的第一电极的电极，其中-导体充当电压感测装置的第二电极，并且其中-载体元件的热膨胀系数在20℃下小于或等于5×10^-61/K。本专利技术提供一种具有载体元件的电压感测装置，该载体元件的热膨胀系数非常小，在20℃下小于5×10^-61/K，其中该载体元件至少部分围绕功率承载导体布置并且包括电压感测装置的第一电极。电力线缆的导体可充当电压感测装置的第二电极。第一电极和第二电极可与介电元件一起提供电压感测装置的第一感测电容器，电容感测装置例如电容式分压器或任何其他合适的电容式电压感测装置。由于载体元件的热膨胀系数小，因此载体元件的几何结构几乎与温度无关。这样，由载体元件组成的电极与可充当第二电极的功率承载导体之间的距离仅仅取决于线缆的热膨胀，因此不会改变尺寸或仅仅发生不会影响测量值准确度的尺寸改变。这为能够提供高准确度电压测量值提供了有利条件。本专利技术的功率承载导体可为电力线缆的内导体、线缆连接器或汇流条。此外，由于材料选择，根据本专利技术的电压感测装置提供非常紧凑的解决方案，可轻松集成到诸如线缆附件、线缆接合体和/或线缆终端体等线缆组件中。根据本专利技术，热膨胀系数在20℃下小于或等于5×10^-61/K，例如可以是在20℃下为3.6×10^-61/K或在20℃下为2.5×10^-61/K。一般来讲，温度变化对感测电容器的电容的影响还可通过选择在温度变化时比电容变化极小的材料(即，具有较低电容温度系数的材料)制备载体元件得以降低。在本专利技术的一个方面，载体元件可包含选自陶瓷、云母、氮化硅的一种或多种材料。在另一方面，载体元件可包含“IEC/EN60384第一类”电介质，诸如MgNb2O6、ZnNb2O6、MgTa2O6、ZnTa2O6、(Zn,Mg)TiO3、(ZrSn)TiO4、CaZrO3或Ba2Ti9O20。IEC/EN60384第一类是指国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommissionIEC)在IEC/EN60384-1和IEC/EN60384-8/9/21/22中的分类。特别地，材料可选自C0G(NP0)陶瓷。在本专利技术的一个方面，载体元件可包含选自在+10℃至+130℃的温度范围内具有低于20×10-61/K的电容温度系数的聚合物的一种或多种材料，诸如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚乙烯亚胺、聚甲基戊烯、环烯烃共聚物、聚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚或聚萘二甲酸乙二醇酯。在本专利技术的其他方面，载体元件可包含聚苯硫醚。在另外的实施方案中，载体元件可包含聚萘二甲酸乙二醇酯。这些聚合物中的某些聚合物不仅具有较低的电容温度系数，而且可提供高稳定性和可靠性、高电击穿强度、自修复特性和/或低介电损耗。在本专利技术的另外方面，载体元件可包含陶瓷填料/聚合物基体复合材料换句话讲，载体元件可包含填充有陶瓷填料的主体聚合物基体。此类陶瓷填料可以是，例如陶瓷、云母、Si3N4、基于(Mg,Zn)TiO3、Ba2Ti9O20或CaZrO3的C0G/NP0制剂或这些物质的混合物。主体聚合物基体可包含具有负电容温度系数的聚合物，并且陶瓷填料可包括含具有正电容温度系数的材料。或者，主体聚合物基体可包含具有正电容温度系数的聚合物，诸如EPR，并且陶瓷填料可包含具有负电容温度系数的材料。从而总体陶瓷填料/聚合物基体复合材料可具有极低的电容温度系数。具有包含此类复合材料的载体元件的电压感测装置可以比其他装置更高的准确度来感测功率承载导体的电压。一般来讲，并且与上述内容无关，载体元件可包含具有正电容温度系数的第一陶瓷材料和具有负电容温度系数的第二陶瓷材料。载体元件可含在10℃至130℃之间的特定温度范围内具有正电容温度系数的第一陶瓷材料和具有负电容温度系数的第二陶瓷材料。具有此类载体元件的电压感测装置可比其他装置以更高的准确度来感测功率承载导体的电压。第一电极可包含导电金属，诸如铜、银、金、镍、铝或包含任何此类材料的合金。内电极可包含导电聚合物。与其他特性无关，内电极的径向厚度可以介于1微米至1毫米之间。内电极可包含非铁磁性材料，以传输由功率承载导体生成的磁场。它可以例如包含镍-磷或含镍-磷的合金。根据本专利技术的一个实施方案，根据本专利技术的载体元件被成形使得载体元件至少部分地围绕功率承载导体。高压和中压电力线缆的导体常常具有圆形横截面。对于将电力线缆导体充当一个电极的感测电容器，第二电极的优选形状是至少部分地围绕电力线缆的形状。因此，优选形状可以是完全闭合的环形元件或提供开口的环形元件。载体元件可为管状，并且可提供第一主表面、第二主表面以及用于接收功率承载导体的轴向通道。管状载体元件可沿着其轴向延伸部完全闭合。在此类情况下，可通过将载体元件放置在功率承载导体端部的上方而使导体进入载体的通道中。载体元件也可以沿着其纵向延伸部提供开口，该开口可为功率承载导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压和/或中压功率承载导体(1)的电压感测装置，所述电压感测装置包括：‑具有用于接收所述功率承载导体(1)的通道的载体元件(3)，其中‑所述载体元件包括在所述载体元件的所述通道的轴向上延伸并且可操作为所述电压感测装置的第一电极的电极(4)，其中‑所述导体(1)可操作为所述电压感测装置的第二电极，并且其中‑所述载体元件(3)具有在20℃下小于或等于5×10^‑6 1/K 1/K的热膨胀系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.18 EP 13198142.51.一种用于高压和/或中压功率承载导体(1)的电压感测装置，所述电压
感测装置包括：
-具有用于接收所述功率承载导体(1)的通道的载体元件(3)，其中
-所述载体元件包括在所述载体元件的所述通道的轴向上延伸并且
可操作为所述电压感测装置的第一电极的电极(4)，其中
-所述导体(1)可操作为所述电压感测装置的第二电极，并且其中
-所述载体元件(3)具有在20℃下小于或等于5×10^-61/K1/K的热
膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的电压感测装置，其中所述载体元件(3)被成形
使得所述载体元件(3)至少部分地围绕所述功率承载导体。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电压感测装置，其中所述载体
元件(3)为管状，并且提供第一主表面和相对的第二主表面以及用于
接收所述功率承载导体的轴向通道。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电压感测装置，其中所述载体元
件(3)包含介电材料。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电压感测装置，其中所述载体元
件(3)包含陶瓷材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电压感测装置，其中所述载体元
件包含选自以下的一种或多种材料：陶瓷、云母、氮化硅和诸如
MgNb2O6、ZnNb2O6、MgTa2O6、ZnTa2O6、(Zn,Mg)TiO3、
(ZrSn)TiO4、CaZrO3、Ba2Ti9O20的“IEC/EN60384第一类”电介
质。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电压感测装置，其中所述载体元
件包含选自在介于+10℃至+130℃之间的温度范围内具有低于20×10-61/K的电容温度系数的聚合物的材料，所述聚合物诸如聚丙烯、聚
对苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚酰亚胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·格雷弗曼，弗里德里希·布泽曼，贝恩德·舒伯特，格哈德·洛迈尔，安德烈亚·萨博，雷纳·雷肯，迈克尔·斯塔尔德，克里斯蒂安·魏因曼，塞巴斯蒂安·埃格特，迪潘克尔·高希，姜明灿，克里斯托弗·D·谢贝斯塔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US