测量高压元件电压的电容设备和系统及气体绝缘变电站技术方案

本发明专利技术涉及一种用来测量高压元件（２２）电压的电容设备和系统以及利用该电容设备的气体绝缘变电站。所述设备具有面向上述高压元件的导电表面，该导电表面包含至少两个适于通过至少一个输出电缆平行连接至指示器和控制装置（２５、２６）的相互分开的导电部分（１４、１５、１６、１７）。该设备包括：连接到地电位的导电的第一层（１１）；绝缘的第二层（１２）；包括至少两个分开的导电部分的第三层（１３）；以及至少一个桥接触单元，用以允许至少一个导电部分连接到输出电缆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来测量高压元件的电压的电容设备和系统，以及一种利用该电 容设备的气体绝缘变电站。
技术介绍
本专利技术的领域是关于测量高压元件的电压。该领域特别是指为屏蔽型电气 设备使用而设计的电容设备，以及以气体方式提供的绝缘物质，例如六氟化硫(sulfur hexafluoride)或 SF60这种设备可以用来测量在金属复合开关(MCS)或气体绝缘变电站(GIS)中通过一 个电流的母线的电压。这种设备必须符合以下条件它必须是简单和可靠的，它必须能够以 低成本制造，它必须仅占用很小的空间，而且必须是双设备，有两个独立工作的途径用以提 供冗余。此外，该设备的特点，特别是其传输比，必须能方便地调节，以便获取在一种应用场 合的各种工作条件下特定范围内的电压和电流。在一种典型应用场合中，根据当地的条件，这种设备可以通过几米长的电缆连接 到可视指示器或控制装置。如果高压导体在额定电压，可视指示器或控制装置的信号电压 可能位于4伏(V) 100V之间的任意值。因此这种设备可以被认为是一种变压器，其输出 电压受到以下因素影响额定应用电压(例如75千伏(kV)或145千伏)；这种设备周边的环境(例如电场的影响)；电缆的类型和长度(杂散电容的影响)；在另一个典型条件下，该设备通过一节短的电缆连接到发光二极管(LEDs)显示 器上。如果高压连接器在额定电压，那么在显示器区域内的信号电流将达到0.5微安(uA) 至3微安。该探测设备可以被看作是一个电流源，该电流受到以下因素影响气体绝缘变电站(GIS)的额定电压，例如75千伏或145千伏；及这种设备周边的环境(例如电场的影响)；两种现有技术会在下面进行讨论。现有技术文件EP 1 431 767介绍了一种高精度电容测量设备，包括一个用以高 压屏蔽变电站的高耐热性的电容器。该电容器包括伸长的高压电极，围绕高压电极且与高 压电极同轴以及构成一个低压电极的导电部分的圆柱形印刷电路，以及围绕圆柱形印刷电 路且与圆柱形印刷电路同轴的确定圆柱形内表面的一个结构。该印制电路是以沿着发电机 线撕开的方式形成，两个圆环沿着内表面进行固定，以确定两个互相面对的圆形沟槽。该印 刷电路被插入到这些沟槽，并且这些圆环施加一个径向力，该径向力在印刷电路的发电机 线上强制产生一个曲面轮廓，以便使它定靠在内表面。该设备被添加到一个封装的单相开关设备。但是，这种设备需要大量空间，并且价格昂贵。此外，它不可能对传输比作出简单的更改。现有技术文件US 6 333 715或EP 0 984 289介绍了一个在气体绝缘变电站中用以测量发生在一个包含高压导体的金属内室的电容设备的局部放电。该设备包括一个用以接收信号的偶极子天线，该偶极子天线是圆形，由两个形成在封装结构内的凹槽的两个导 电半圆形电极板组成；形成于天线和高压导体之间的第一个静电电容；形成于天线和地之 间的第二静电电容；耦合于上述的天线的一同轴电缆用以连接一个测量单元；以及一个耦 合于上述同轴电缆的测量单元。在该设备中，第一个静电电容在没有外部电源供应时，不适合供应足够高的电流 以运行一个指示器，或在不同的特定应用条件下，输出相同的信号水平。电极中间的同轴电 缆的连接使得应用该设备于一接地开关设备无法实现。此外，该设备不提供任何冗余系统。本专利技术的目的是得到一个电容测量设备，该设备适于上述定义的实际情况，且输 出信号的数值范围与应用场合的运行条件无关，并且该设备能够用于在气体绝缘变电站 (GIS)的各种不同的位置，例如，在一个接地开关中。此外，这种设备必须是有选择性的如 果有一个以上的导体，测量信号必须主要依赖正被监控的导体，且由于其他导体的影响不 至Ij 10%。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用以测量高压元件电压的电容设备，该设备具有相对上述高压 元件的导电表面，该导电表面包含至少两个适于通过至少一个输出电缆平行连接至指示器 和控制装置的相互分开的导电部分，其特征在于包括一连接到地电位的导电的第一层；一绝缘的第二层；一包括至少两个分开的导电部分的第三层；以及至少一个桥接触单元，用以允许至少一个导电部分连接到输出电缆。优选地，该设备细长形状，其长度约等于两倍的宽度。优选地，每一导电部分有一个焊接点，用以连接有关导电部分与两个桥接触单元 中的一个，每一个桥接触单元连接一个输出电缆。在一个优选的实施例中，第一层包括一具有宽的表面的接地层，一第一桥接触单 元和一第二桥接触单元，桥接触单元的表面积通常小于接地层的表面积，每个桥接触单元 通过一个焊接点连接到第三层的至少一个导电部分，从而连接的导电部分的数量确定工作 表面的大小。在另一个优选的实施例中，在该设备中心有一个孔，它能使一个可移动接触单元 通过。第三层有两个均勻地延伸覆盖该设备表面的分开的部分，第一层覆盖整个表面， 除去一个区域用以覆盖相互分开的桥接触单元，每个桥接触单元首先连接至第三层中所述 的部分之一，并且其次，连接至输出电缆，该设备除去被称为接触部分的区域外被覆盖着一 保护加工层。本专利技术还提供了用于测量高压元件电压的测量系统，该系统包括以上定义的至少 两种设备，每种设备包括两个分开的导电部分组成的导电表面，每个表面面向所述高压元 件，每个所述导电部分通过一个桥接触单元和输出电缆连接至控制装置。优选地，该控制装置包括指示装置，用以当所述高压元件中的电压大于一个预定的第一数值时发送一光信号，该指示装置通过一个所述设备单独供电。该控制装置可以进一步包括一个第二指示装置用以当所述高压元件中的电压低于一个预定的第二数值时发 送一光信号和/或电信号。本专利技术还提供适于利用所述定义的至少一个设备的气体绝缘变电站，该设备连接 到指示装置和控制装置。在第一个实施例中，这个变电站是一个包括以三角形连接的三个导体的三相变电 站，本专利技术的设备被置于变电站的气室内，它的纵轴线平行于该导体。在第二个实施例中，该变电站是一个包括置于同一水平面的三个导体的三相变电 站，本专利技术的设备置于三个导体中被预先指定的一个导体的轴线的沿线上，这些导体是分 开的，它的纵轴线垂直于导体的平面，并且与所述预先指定的导体的轴线相交。优选地，对于每一个所述的导体而言，该变电站可以包括固定在一个连接至地面 的装配板上的一个固定接地触点，安装在一个非常紧密地固定在装配板上的接触箱体里的 一个固定高压触点，该两个所述的触点有一个内部腔，以及一个杆件形式的可移动的接触 点，并且该固定触点借助于弹簧接触力作用于可移动触点，该可移动触点适于在固定接地 触点中滑动并且穿透进入该固定高压触点，以使该固定高压触点连接至该固定接地触点并 且因此也连接至该装配板。优选地，该装配板有三个开关孔，每个开关孔对应一相，该三个开关孔处于与装配 板成直角的一个水平面，一第一个延伸穿过三个开关孔的凹槽，该第一个凹槽为所述的至 少一个设备提供空间，该凹槽的深度大约是所述该至少一个设备厚度的两倍，一个长方形 且延伸穿过三个开关孔的第二个凹槽，该第二个凹槽的厚度等于或略大于所述设备的厚 度，该第二个凹槽的这样的长度和宽度恰好使所述设备定位于该第二凹槽，以及沟道形式 的第三个凹槽，形成于第一个凹槽的长边，以容纳输出电缆。优选地，该变电站可进一步包括具有对应每一相的孔径的盖板，该盖板置于安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量高压元件电压的电容设备（２２），该设备具有面向所述高压元件的导电表面，该导电表面包括至少两个适于通过至少一个输出电缆平行连接至指示器和控制装置（２５、２６）的相互分开的导电部分（１４、１５、１６、１７），该设备的特征在于它包括：连接到地电位的导电的第一层（１１）；绝缘的第二层（１２）；包括至少两个相互分开的导电部分的第三层（１３）；以及至少一个桥接触单元，用以允许至少一个导电部分连接到输出电缆。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特吕舍尔，卡斯腾波林克，雨果希尔特布龙纳，赫拉尔多帕尔米耶，
申请(专利权)人：爱瑞万TD股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]