中压工程或高压工程中的具有集成电流传感器的联结器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电和机械地连接中压或高压部件的联结器(6)，特别是1kV至52kV的电压，所述联结器(6)包括‑用于机械和电连接中压或高压部件，特别是用于连接到开关柜(1)的衬套的适配连接件的第一连接件(8)，和‑用于机械和电连接另一中压或高压部件(2)，特别是用于连接到电缆的适配连接件的第二连接件(7)，其中，所述联结器(6)的两个连接件(7、8)属于适配的连接类型，机械地配合在一起，并且包括‑低电阻电流感测电阻器(10、11、12)，其内置在所述联结器(6)中并且电连接在所述第一连接件(8)与所述第二连接件(7)之间，以便测量在所述第一连接件(8)与所述第二连接件(7)之间的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】中压工程或高压工程中的具有集成电流传感器的联结器
本专利技术涉及用于电和机械地连接中压或高压部件的联结器，特别是1kV至52kV的电压。
技术介绍
图10示意性地示出包括开关柜1的常规中压设备，电缆2可连接到所述开关柜1。为此，开关柜1的围护墙中是衬套3，该衬套3根据技术标准DINEN50180或DINEN50181设计，并且包括例如具有外锥体的插入式连接件4。电缆2在其自由端处包括适配连接件5，所述适配连接件5可插到开关柜1的衬套3的连接件4之上以形成机械和电连接。在这种类型的中压设备中，越来越需要测量通过两个连接件4、5之间的连接点的电流。为此，在现有技术中已知感应式仪表变压器，但是这些变压器仅允许相对较窄的带宽的测量，因此也不能测量谐波分量。关于一般技术背景来参考US2013/0183043A1。此文件公开一种用于电源电压插头和/或电源电压插座的联结器。然而，这种已知技术不能应用于中压或高压部件。最后，还关于一般技术背景参考了DE102011113002A1，WO2014/127788A1和DE3611462A1。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是促进在中压和高压设备中的尽可能简单的电流测量并且还允许测量谐波分量。该目的通过根据本专利技术的如独立权利要求中所要求保护的那样来实现。本专利技术基于在中压或高压设备(例如1kV至52kV的电压)中使用的常规联结器来将部件的连接件(例如电缆、衬套)连接在一起。这种联结器通常包括第一连接件，所述第一连接件可连接到中压或高压部件，例如连接到诸如开关柜的衬套的适配连接件的部件。另外，这种联结器通常包括第二连接件，以便于连接到另一个中压或高压部件，例如连接到诸如电缆的相应适配连接件的部件。这里应当指出，根据本专利技术的联结器的两个连接件属于适配连接件，它们机械和电地配合在一起。这具有的优点是：根据本专利技术的联结器可容易地引入连接部的两个适配连接件之间。为此，仅需要将连接部的适配连接件彼此分开。然后随后根据本专利技术的联结器可引入两个适配连接件之间并连接到这些连接件。根据本专利技术的联结器因此可容易地插入到现有连接部中。与常规联结器相比，根据本专利技术的联结器的特征在于，联结器中内置了低电阻电流感测电阻器(也称为“分流器”)，该电流感测电阻器电连接在两个适配连接件之间，使得两个连接件之间的电流流过电流感测电阻器，允许进行电流测量。如之后下文详细描述的那样，这种基于分流器的电流测量还允许测量电流的谐波分量。另外，由于基于分流器的电流测量，可以省去否则会需要的感应式仪表变压器。最后，根据本专利技术的联结器允许容易地接触电流路径中的电流感测电阻器。测量装置优选地还内置在联结器中，该测量装置可测量例如电流感测电阻器两端的电压降，然后从所述电压降使用欧姆定律以本身已知的方式来获得通过电流感测电阻器的电流。然而，还有设备用于为测量装置测量电流感测电阻器之上的测量点处的相对于参考电势(例如地电势)的电压。然而，在本专利技术的优选示例性实施例中，该装置测量两个值，即电流感测电阻器两端的电压降和电流感测电阻器之上测量点处的相对于地电势的电压。这里应该提到的是，测量装置优选地以高采样率，其优选地等于至少100Hz、200Hz、500Hz、1kHz、1500Hz、2kHz、5kHz、10kHz或甚至15kHz来测量有关电压。这样高级别的采样率也允许测量电压的谐波分量，这在电源系统中是重要的。必须考虑到对于电流感测电阻器处的电压的测量，所测量的电压位于中压或高压范围内，因此难以使用仪器进行处理。在本专利技术的优选示例性实施例中，测量装置因此包括分压器，该分压器连接到电流感测电阻器之上的测量点，以便对所测量的电压进行分压，从而简化了用于处理的仪器的使用。分压器优选地包括多个欧姆电阻器或电容器，并且具有大于1000、10,000或更大甚至大于100,000的标度比。还应该指出，根据本专利技术的联结器优选地允许在中压电势或高压电势处的联结器与地电势处的外部评估单元之间的电隔离。这使得难以经由数据线将测量数据从测量装置传输到外部评估单元。因此，根据本专利技术的联结器优选地包括包含电-光换能器的数据传输装置，所述电-光换能器将待传输的电测量数据转换成光信号，所述光信号然后输出到第一光波导连接器。第一光波导可连接到第一光波导连接器，测量数据然后通过所述第一光波导连接器传输到外部评估单元。联结器的数据传输装置优选地包括发送缓存器，以便在传输之前缓存用于发送的测量数据。这是有利的，因为上述电-光换能器具有相对较高的功率消耗，因此优选地仅间歇地接通然后再断开以最小化时间平均功率消耗。在电-光换能器的OFF阶段中，联结器中获得的测量数据写入到发送缓存器。在电-光换能器的ON阶段中，从发送缓存器读取缓存的测量数据并进行传输。测量数据可以消息的形式传输，例如所述消息中的每个包含多个数据记录，每个数据记录相应于一个具体的测量时刻。在本文中，各个连续消息的传输速率优选地远低于用于执行实际测量的采样率。因此，消息仅相对较不频繁地传输，因此电-光换能器仅需要相对较不频繁地接通，导致相对较低的平均功率消耗，这是因为电-光换能器是联结器中的主要功率消耗者。此外，根据本专利技术的联结器优选地还包括用于向测量装置和/或向数据传输装置供电的内置电源装置。上文已经提到，测量数据以电隔离的方式传输。因此还有利地提供的是，通过提供光能以电隔离的方式来供电。为此，根据本专利技术的联结器可包括用于连接第二光波导的第二光波导连接器，通过该第二光波导可提供光能，所述光能可例如由外部激光器生成。在这种情况下，联结器包含用于将供应的光能转换成用于电源的电能的光电池，其中，所述光电池在联结器中连接到第二光波导连接器。在本文中应该提到的是，通过光能的方式供电与通过电线供电相比，仅允许提供相对较低的能量供应。因此，如上文已经提到的，如果作为主要功率消耗者的电光换能器仅被间歇地接通/断开，那么是有利的，这是因为这样降低了平均功率消耗。电源装置优选地包括用于缓存电力供应的能量存储装置，以便即使当电光换能器处于ON状态时也能够提供足够的电力。该能量存储装置可例如是电容器，其优选地具有至少500mF或1mF的电容。关于对根据本专利技术的联结器的机械设计，应当提到的是，联结器优选地包括壳体，所述壳体包含由导电塑料制成的控制电极，其中，所述控制电极传导电场的场线并且可容纳其内部中的电子部件，例如测量装置、电源装置和/或数据传输装置的部件。此外，联结器的壳体可包括由导电塑料制成的包封体，其中，所述包封体包含控制电极和电子部件。在包封体与控制电极之间可有电绝缘有机硅灌封。此外，壳体可包括导电围护墙，所述导电围护墙可由铝制成，例如特别是以两个半壳的形式，在所述导电围护墙内，导电围护墙优选地包括电接触部，所述电接触部连接到分压器并连接到接地触点。关于根据本专利技术的联结器的连接件，应该提到的是，如例如技术标准DINEN50181和DINEN50180中详述的那样，所述连接件优选地是具有内锥体或相应的外锥体的插入式连接件。连接件可符合上述技术标准的接口类型A、B或C，尽管原则上本专利技术还包括其它接口类型。还必须提到的是，根据本专利技术的联结器优选地适合于大于250A的电流和大于25kV的电压。上文已经提到，根据本专利技术的联结器包含低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电和机械地连接中压或高压部件的联结器(6)，特别是1kV至52kV的电压，所述联结器(6)包括a)用于机械和电连接中压或高压部件(1)，特别是用于连接到开关柜(1)的衬套的适配连接件(4)的第一连接件(8)，和b)用于机械和电连接另一中压或高压部件(2)，特别是用于连接到电缆(2)的适配连接件(5)的第二连接件(7)，c)其中，所述联结器(6)的两个连接件(7、8)属于适配的连接类型，所述两个连接件(7、8)机械地配合在一起，其特征在于d)所述联结器包括低电阻电流感测电阻器(9)，所述低电阻电流感测电阻器(9)内置在所述联结器(6)中并且电连接在所述第一连接件(8)与所述第二连接件(7)之间，以便测量在所述第一连接件(8)与所述第二连接件(7)之间的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.12 DE 102015000301.11.一种用于电和机械地连接中压或高压部件的联结器(6)，特别是1kV至52kV的电压，所述联结器(6)包括a)用于机械和电连接中压或高压部件(1)，特别是用于连接到开关柜(1)的衬套的适配连接件(4)的第一连接件(8)，和b)用于机械和电连接另一中压或高压部件(2)，特别是用于连接到电缆(2)的适配连接件(5)的第二连接件(7)，c)其中，所述联结器(6)的两个连接件(7、8)属于适配的连接类型，所述两个连接件(7、8)机械地配合在一起，其特征在于d)所述联结器包括低电阻电流感测电阻器(9)，所述低电阻电流感测电阻器(9)内置在所述联结器(6)中并且电连接在所述第一连接件(8)与所述第二连接件(7)之间，以便测量在所述第一连接件(8)与所述第二连接件(7)之间的电流。2.根据权利要求1所述的联结器(6)，其特征在于，所述联结器包括内置于所述联结器(6)中的测量装置(19)，用于测量：a)所述电流感测电阻器(9)两端的电压，和/或b)所述电流感测电阻器(9)处的相对于地电势的电压。3.根据权利要求2所述的联结器(6)，其特征在于a)所述测量装置(19)以限定的采样率测量所述电流感测电阻器(9)两端的电压和/或所述电流感测电阻器(9)处的电压，和b)所述采样率等于至少100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、5000Hz、10kHz或15kHz，以便还能够测量所述电流感测电阻器(9)两端的电压的谐波分量和/或所述电流感测电阻器(9)处的电压的谐波分量。4.根据权利要求2或3所述的联结器(6)，其特征在于a)所述测量装置(19)包括分压器(17、18)，所述分压器(17、18)连接到所述电流感测电阻器(9)，以便对所述电流感测电阻器(9)处的电压进行分压，和/或b)所述分压器(17、18)由欧姆电阻器(17、18)组成，和/或c)所述分压器(17、18)由电容器(17、18)组成，和/或d)所述分压器(17、18)具有大于1000、10,000或100,000的分压比。5.根据前述权利要求中任一项所述的联结器(6)，其特征在于，所述联结器包括内置在所述联结器(6)中的数据传输装置(19、21)，用于传输与所述电流相关的测量数据，所述数据传输装置(19、21)包括a)用于连接用于将所述测量数据传输到外部评估单元(35)的第一光波导的第一光波导连接器(23)，和b)用于将待传输的电测量数据转换成光信号的电-光换能器(21)，其中，所述电-光换能器(21)在其输出处连接到所述第一光波导连接器(23)。6.根据权利要求5所述的联结器(6)，其特征在于a)所述数据传输装置(19、21)包括发送缓存器，以便在传输之前缓存用于发送的所述测量数据，b)所述数据传输装置(19、21)间歇地打开和关闭所述电-光换能器(21)，以实现低功率消耗，c)在所述电-光换能器(21)的OFF阶段中，所述数据传输装置(19、21)将所述测量数据写入到所述发送缓存器，和d)在所述电-光换能器(21)的ON阶段中，所述数据传输装置(19、21)从所述发送缓存器读取缓存的测量数据并传输所述数据。7.根据权利要求5或6所述的联结器(6)，其特征在于a)所述数据传输装置(19、21)以限定的传输速率以消息的形式传输所述缓存的测量数据，其中，所述传输速率给出每单位时间传输的消息的数量，和b)所述传输速率低于所述采样率。8.根据前述权利要求中任一项所述的联结器(6)，其特征在于，所述联结器包括a)内置于所述联结器(6)的用于向所述数据传输装置(19、21)和/或向所述测量装置(19)供电的电源装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·黑茨勒，J·马里恩，A·瓦斯曼，E·文特，
申请(专利权)人：伊莎贝尔努特·霍伊斯勒两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE