中压电力线数据耦合器的结构制造技术

本发明专利技术提供了一种用于将数据信号耦合到电力线的相线上的电感耦合器。该电感耦合器包括分裂磁心，该分裂磁心具有由上部磁心和电磁心形成的孔。所述孔允许作为初级线圈的所述相线从其中通过，所述上部磁心用于与所述相线的外表面进行电接触，且所述电磁心与所述上部磁心进行电接触。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及感应电力线数据耦合器的物理结构。
技术介绍
电感耦合器用于将数据信号耦合到中压高架电力线上并从其断开。这种耦合器在电压和电流应力存在于实际电力线上的情况下工作。为了使这种耦合器能被电力设备采用，该耦合器就必须在一些条件下通过应力测试，这些条件包括稳态交流耐电压、免于部分放电和电晕、由基本脉冲荷载(Basic Impulse Loading)脉冲所表示的雷电冲击波、和开关瞬时峰值电压。
技术实现思路
本专利技术的第一实施例是一种用于将数据信号耦合到电力线的相线上的电感耦合器。该电感耦合器包括分裂磁心，该分裂磁心具有由第一部分和第二部分形成的孔。所述孔允许作为初级线圈的相线从其中通过，上部磁心用于与相线的外表面进行电接触，而下部磁心与上部磁心进行电接触。本专利技术的另一实施例是一种用于将数据信号耦合到电力线的相线上的电感耦合器。该电感耦合器包括(a)分裂磁心，其具有由第一部分和第二部分形成的孔，其中所述孔允许作为初级线圈的相线从其中通过，和(b)次级电路，其具有穿过所述孔的、作为次级线圈的线圈，并且为电源频率提供到电气接地点的低阻抗通路。附图说明图1a是示出了电压应力分布的示意图； 图1b和1c分别是剖视图和立体图，示出了磁心和初级、次级线圈放置在所述磁心内的情形；图1d示出了用于确保相线与磁心之间电接触的接触弹簧；图2示出了磁心如何被倒圆以减少局部电场应力；图3a和3b示出了上部磁心和下部磁心被一些对齐销铰接在一起的结构；图4示出了带有磁通量消除扼流圈的电感耦合器；图5a示意性地示出了具有扼流圈的磁通量消除第三线圈，以及其在电感耦合器中的应用；图5b是磁通量消除第三线圈的视图；图5c示出了具有磁通量消除第三线圈的电感耦合器，所述第三线圈具有扼流圈；图6是电感耦合器的一实施例的视图；图7是磁心的视图，示出了磁心在模制期间的定位情况。具体实施例方式图1a示意性地示出了电感耦合器180，其放置在电力线的通电的相线105上。电感耦合器180用于耦合在相线105和通讯装置(例如，调制解调器185)之间的高频通讯信号。相线105用作电感耦合器180的初级线圈。电感耦合器180包括磁心100、次级线圈110和第二绝缘层175。电感耦合器180连接到调制解调器185上，该调制解调器185又在地电位或接近地电位连接到电力线187和/或信号线188上。相线105可以是绝缘导线或者未绝缘导线。在一个实施例中，磁心100与相线105的外表面电接触，因此励磁磁心100，以使其在磁心100与相线105的外表面之间的一个或多个接触点处与相线105的外表面的电势相同。该实施例适于这种情况，即，相线105上的电压为中压，例如，超过大约2000伏交流电。在另一实施例中，磁心100不必与相线105的外表面电接触。这个实施例适于相线105上的电压为低压，例如，小于或等于600伏交流电。对于相线105具有600至2000伏交流电之间的电压的这些情况，可采用任一实施例。次级线圈110通过高频扼流圈176和电线177而接地。这种结构仅在第二绝缘层175上对相电压190和引起的电压应力191进行定位。由于第二绝缘层175的失效或者从相线105到次级线圈110的飞弧而引起的任何故障电流通过扼流圈176和电线177直接排放到地面上，而不会循线通过调制解调器185。图1b示出了磁心100的立体图，其包括磁心组165和166。图1c示出了磁心100的剖视图，带有增加的塑性封装材料，即塑料层170和171，它们将磁心组165和166捆绑在一起。因此，磁心100为合成的分裂磁心，其可用于电感耦合器中，并且允许将电感耦合器放在通电的电力线(例如，通电的相线105)的上方。磁心100包括孔120。相线105从孔120的上部穿过。次级线圈110和第二绝缘层175从孔120的下部穿过。应注意，次级线圈110可以仅一次通过孔120，或者可以通过把它缠绕在磁心100的一部分上并多次通过孔120而形成多匝。考虑到相线105可以具有较大的直径，并且第二绝缘层175可以是较厚的绝缘层，孔120是长方形或椭圆形。可以获得这种长方形或椭圆形的形状，例如，通过使分裂磁心100构造成具有呈马蹄形的第一部分和第二部分(即，上部磁心125和下部磁心130)，以提供呈跑道形状的磁心100，从而容纳较大的相线105和较厚的第二绝缘层175。上部和下部磁心125、130具有磁性并且具有高介电常数。上部和下部磁心125、130用作对于高压的导体，这是由于电压降与电容成反比，而电容与介电常数成正比。上部磁心125与相线105接触，且因此上部磁心125被励磁，从而避免在相线105附近产生强电场，因此也避免了通过空气局部放电。磁心100的磁路也可包括一些通常被称作气隙的非磁部分，在这些气隙中包括间隔材料135。间隔材料135是导电的或电阻性的，以确保下部磁心130具有通向相线105的导电通路，从而能被励磁，因此就消除了在间隔材料135附近的任何的强局部电场。上部磁心125可能未与相线105进行有效的物理接触，并且在这两个主体之间的电压差会造成放电，从而产生电噪音。图1d示出了施加在上部磁心125和下部磁心130的全部表面上的导电涂层190。该涂层有利于上部磁心125和相线105之间的电接触，并且有利于上部磁心125和下部磁心130之间的电接触。电感耦合器可以独立于相线105而被机械地支撑，并且可以在不与上部磁心125接触的情况下穿过该上部磁心125。为了确保上部磁心125和相线105之间的电接触，安装了弹性导体155以与上部磁心125电接触，并且与相线105接触。弹性导体155设计成适应具有大范围直径的相线105，例如从6个标准尺寸(gauge)至500千圆密尔(circular mil)的导线。再次参照图1b和1c，磁心100还可包括位于上部磁心125和下部磁心130背部上的纵向棱140。上部磁心125模制到塑料层170内，而下部磁心130模制到塑料层171内。纵向棱140加强了上部磁心125、下部磁心130与它们对应的塑料塑料层170和171之间的接合，并稳定地将每个磁心125和130分别定位在塑料层170或171内。应将上部磁心125和下部磁心130以及次级线圈110涂覆一半导体材料，以消除它们表面上的强局部电场。如图1b所示，磁心侧面160垂直于相线105和次级线圈110。在相线105穿出上部磁心125以及次级线圈110穿出下部磁心130处的磁心侧面160的内部边缘161处具有电场集中。图2示出了极面200，这些极面200可用于上部磁心125和下部磁心130，它们具有倒圆的凸面形的外表面205。例如，通过在相线105和外表面205之间设置间隔，即间距210，该间距随着相线105穿出上部磁心125而逐渐增大，而使得这种形状可以减小在极面200的一端处的电场集中。类似地，下部磁心130端部的这种倒圆减小了在次级线圈110穿出下部磁心130处的电场集中。图3a示出了通过铰链310安装到下部磁心130上的上部磁心125的结构。当该单元被铰接打开时，如图3b所示，上部磁心125和下部磁心130看起来像一副颚。上部磁心125和下部磁心130分别保持在塑料层170和171内。上部磁心主体325本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感耦合器，其用于将数据信号耦合到电力线的相线上，包括：分裂磁心，其具有由第一部分和第二部分形成的孔，其中，所述孔允许作为初级线圈的所述相线从其中通过，所述第一部分用于与所述相线的外表面进行电接触；以及所 述第二部分与所述第一部分进行电接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2002-5-3 60/377,7311.一种电感耦合器，其用于将数据信号耦合到电力线的相线上，包括分裂磁心，其具有由第一部分和第二部分形成的孔，其中，所述孔允许作为初级线圈的所述相线从其中通过，所述第一部分用于与所述相线的外表面进行电接触；以及所述第二部分与所述第一部分进行电接触。2.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，还包括次级电路，该次级电路具有穿过所述孔的、作为次级线圈的线圈，并且为电源频率提供到电气接地点的低阻抗通路。3.根据权利要求2所述的电感耦合器，其特征在于，所述次级电路包括导体，该导体承受电线故障电流达这样一段时间，即这段时间超过防护装置断开所述电力线故障电流所需的时间。4.根据权利要求2所述的电感耦合器，其特征在于，所述低阻抗通路包括扼流圈，该扼流圈具有连接到所述电气接地点上的中间接头。5.根据权利要求2所述的电感耦合器，其特征在于，还包括用于消除磁通量的电路，该电路具有(a)线圈，其作为第三线圈穿过所述孔，和(b)扼流圈，其连接到所述第三线圈上，其中，所述用于消除磁通量的电路具有在其中感应出的电流，所述电流沿着与所述相线中初级电流的方向相反的方向流动。6.根据权利要求5所述的电感耦合器，其特征在于，在所述孔中的所述第三线圈是未绝缘导体。7.根据权利要求5所述的电感耦合器，其特征在于，所述第三线圈用于与所述相线的所述外表面进行电接触。8.根据权利要求5所述的电感耦合器，其特征在于，所述扼流圈包括磁心。9.根据权利要求2所述的电感耦合器，其特征在于，还包括用于消除磁通量的电路，该电路具有(a)线圈，其作为第三线圈穿过所述孔，和(b)扼流圈，其连接到所述第三线圈上，其中，所述第一和第二部分包括在一磁通势值饱和的材料，从而限制在所述第三线圈中感应出的电流。10.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，还包括具有线圈的次级电路，该线圈作为次级线圈穿过所述孔，其中，所述次级线圈具有外部轮廓，该外部轮廓的截面尺寸大于或等于所述第二部分的内径的约25％。11.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，所述分裂磁心具有垂直于所述相线的侧面，且所述侧面的形状被倒圆，以在所述分裂磁心与所述相线之间提供逐渐增大的径向间隔。12.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，所述第一和第二部分具有相对的极面，销子从所述极面的一面上突出，且所述极面的另一面中的凹口用于接收所述销子。13.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，还包括在所述第一与第二部分之间的间隔材料，其中，所述第一部分或者所述第二部分具有销子，该销子突入到所述间隔材料中并且稳固所述间隔材料的位置。14.根据权利要求13所述的电感耦合器，其特征在于，所述间隔材料是导电的。15.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，还包括用于消除磁通量的电路，该电路具有(a)线圈，其作为次级线圈埋置入绝缘层中并且穿过所述孔，和(b)扼流圈，其连接到所述次级线圈上，其中，所述次级线圈包括导体，该导体具有足够大的横截面积，以防止当所述导体传导电源频率电流时热量损坏所述绝缘层。16.根据权利要求15所述的电感耦合器，其特征在于，所述扼流圈包括磁心。17.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，还包括用于消除磁通量的电路，该电路具有(a)线圈，其作为次级线圈埋置入绝缘层中并且穿过所述孔，和(b)扼流圈，其连接到所述次级线圈上，其中，所述第一和第二部分包括在一磁通势值饱和的材料，从而限制在所述次级线圈中感应出的电流。18.根据权利要求1所述的电感耦合器，其特征在于，还包括用于保持所述电感耦合器的环圈。19.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：耶胡达切恩，拉姆达斯S拉奥，加里格勒尼耶，
申请(专利权)人：安比恩特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]