用于中/高电压设备具有表面波设备的电压表制造技术

电压表（１），适合于中／高电压设备（２）， 具有一个阻抗分压器（５、６），在一个电导线（２）和一个基准电位（１０）之间提供了这个分压器（５、６），测量这个电导线（２）相对于上述基准电位的电位， 具有一个可以预定面积大小的导电的表面元件（７），该元件被安排在距导线（２）的一定距离内并且与导线（２）相邻，安排方式如下：它构成分压器（５、６）的电位平面， 具有一个表面波设备（２１），该设备具有一个基体框架（２２），它至少部分地具有表现为电致伸缩特性的材料，并且它被安排在电线（２）和表面元件（７）间封闭的电场中，和 具有附属表面波设备（２１）的应答发送器、接收和分析设备。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电压表，这种电压表适合于中/高压设备。已经以各种实施例和不同的工作原理公开了高压测量设备。许多这样的测量设备根据磁性原理工作或根据分析存在流动电流的高压设备中的磁场进行工作。对于所有这种设备应考虑或解决下面的问题保证足够的高压绝缘并排除由于使用这种测量设备可能出现的对工作人员和相关人员的高压危险。例如在小册子U.S.-A-3428896，3633191，4158810和4261818以及在EP-0314850B1中公开了高压测量设备。在后一小册子中，联系多导线高压系统如三相高压线，特别说明所产生的问题。在这个小册子中，详细说明相当昂贵的措施，如可以解决基于现有相邻高压线的测量值干扰的措施或例如执行量值校正的措施。在这个小册子中引用了高压测量设备所涉及的一般的专门知识，在说明本专利技术时，因此不需要再重复这种内容。本专利技术的任务是说明一种适合于中/高压设备的电压表，在技术上鉴于电气绝缘要求，简化了它的结构。这时还应考虑相邻电流/电压线的影响。此任务通过具有根据权利要求1特征部分的电压表完成，并且在从属权利要求中说明了根据本专利技术电压表的进一步的实施结构和改进。根据本专利技术的电压表的原理，从这样一个电压表出发，它与一个阻抗分压器相结合或从一个阻抗分压器出发工作。这个分压器特别是一个电容分压器。在一个电线和基准电位之间具有一个预先确定的分压器，上述电线相对于上述基准电位的电压电位将被测量。此外在小册子Bayer、Boeck、Mller和Zaengl“Hochspannungstechnik”Springer出版社1986，章10.6.3.2，313页至317页中和附图说明中引用了另外的细节。根据本专利技术的电压表具有一个表面波设备作为特有的测量元件。在本专利技术中，该设备具有测量分压器上出现的电位即电压的功能，在表面波设备中，该电场对波传播施加可以计算的影响。该表面波设备是电容电压表的一部分。本专利技术优选的实施形式具有一个电容分压器。关于表面波设备另外的细节同样参考附图说明。在本专利技术中，分压器还对产生的将要被测量的全部电压进行分配，可预先确定或可以通过计算确定这种分配，它还适当测量一个电压分量，以便通过表面波设备进行分析。本专利技术的一部分是这种分压器的优选设计，该分压器的物理原理是现有技术。图1示出了根据本专利技术的原理结构的侧视图，图2示出了根据本专利技术的原理结构的横截面图，图3、4示出了在本专利技术中使用的表面波设备的侧视图和俯视图。图1是一根高压线2和根据本专利技术的电压表1的一个特别优选的实施形式的侧视图。本专利技术通过图1和图2说明用于测量这根导线的电压的应用。2’补充表示与上述高压线2相邻延伸的例如三相线系统的第二相的高压线。基准电位，例如地面的地电位用10标出。在本专利技术的此实施例中应用了由两个电容5和6组成的电容分压器。电容5是根据本专利技术的电压表结构的组成部分。这个电容的一个电极是已经提到的高压线2，所属的第二个极是一个根据本专利技术提供的导电的表面元件7。这个元件具有可预先给定的面积尺寸，并且被安排在距高压线2的预定距离内。高压线2是根据权利要求的、上面有被测量电压电位的导线，还可以是一个位于其他电压(相对于一个基准电位)上的导线。所提供的导电表面元件7优选具有完全的或至少尽可能闭合的套管7，优选地，它至少几乎全部包围高压线2的相应一段。一个不完全闭合的套管例如在事后可能从这面滑脱到已经存在的高压线2。所说明的实施形式的高压线2和套管7因此优选构成含有电容分压器的第一个电容5＝C1。第二个(6)所属的分压器电容C2由套管7相对于参考电位10必然存在的寄生电容构成，在高压裸线的情况下，参考电位由地表面构成。通过对表面元件平面的相应测量，也就是说在图1的实施形式中套管7，和通过测量高压线2的外表面和套管7的内表面间的距离，相对于在实际中给定的寄生电容C2，选择电容C1的大小。该电容C1允许选择一个适合于表面波设备工作的被测量和分析的电压范围。专业人员还能针对特定应用给出表面元件即这里的套管7实现这样的测量对于表面波设备，有利于测量出现在电容C1范围内的电压。在实际中，测量分压器比例可以轻易地达到1∶1000。例如对于长度尺寸0.1m和直径大概24mm(当导线地直径为22mm时)的一个套管7，电容C1为2nF。例如附属的寄生电容总计大约9pF。一个附加出现在导线2和相邻导线2’间的电容C3对于这样一个例子大约为4pF。仅仅由于完整性，指出下面的情况在图1和2中说明在数量级上一方面缩短导线2和基准电位10间的距离，另一方面缩短到适当情况下存在的第二条电线2’间的距离。表面波设备不需要(另外一个)电压源或在没有(另外一个)电压源的情况下工作。图2说明了属于图1的侧视图。在图2中给出的参考符号的意义与图1中说明的意义相同。根据权利要求，在电容C1的电场中安排了根据本专利技术提供的表面波设备21，其安排方式如下至少在这个表面波设备的基体框架的一个部分中，出现一个这样的电场在导线2和基准电位10间的电压的比例是将要测量(部分)电压的比例。因此从接下来的实施中得出另外的建设性的细节。根据图3和4，说明了一个在本专利技术中使用的表面波设备的实施例。表面波设备21包括一个作为它的基本组成部分的一个基体22。这个基体优选是一个薄片，在大多数情况下，它由压电材料构成，有利地由单晶材料构成。一个这样的薄片特别由石英、锂铌酸盐、锂钽和相类似的材料构成。但还可以优选地将薄片22设计成仅具有带状压电特性但至少具有电致伸缩的特性，无论何时何地，对于声波的电产生物或对于这样一个波到电信号的逆变换，它都是必须的。借助于对于这种设备已经公开的叉指换能器23产生机械波，并且接下来声(机械)波在基体框架的薄片中传播，在图中用25表示这样的波。在所说明的表面波设备21的例子中，用26表示一个反射器，在公开的方法中，相应执行反射器，波25在交叉式换能器23中再次反射回来。例如以原理性公开的方法中，反射器被编码，并因此产生表面波设备的一个相应被编码的应答信号。一个这样的表面波设备21已经公开的工作方法是借助于一个通过天线24由一个应答发送器在无线电通道300上输送的电子脉冲在转换器23中产生波25，并且反射波在同一个转换器23中被再次逆变换为一个电信号。这个逆变换电信号301通过天线24发射并且在接收站中接收并且在那里分析。在电裸线的情况下，此外提供了一个位于地面的发射站和一个同样位于地面的具有分析部分的接收站。为了到/从天线24反射/发射，例如可以在(例如借助于绝缘的、不导电的终端罩)闭合的套管7的外壳上提供一个输出耦合缝。如果在相应的高电压的情况下，在它们的内部，应该包括有利于电气绝缘的气体例如SF6，因此特别提供了一个封闭的套管。输出耦合缝在相应的方法中可以绝缘封闭。为了套管内部的绝缘，还可以使用通常有关的绝缘材料。天线24还可以使它的末端从套管中导出，例如通过套管的端平面。裸线2自己还可以作为天线耦合。电致伸缩特性，优选是压电特性还可以存在于电极126和226的范围内，这两个电极被相互面对地优选直接安排在基体薄片22的上面或下面，例如在设有一电容量时。由于完整性，指出对于本专利技术，使用一个非电致伸缩(非压电的)的基体框架22可能是足够的，但在叉指式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·米勒尔，R·迈尔，WE·布尔斯特，T·奥斯特塔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：