測量變換器裝置制造方法
【專利摘要】測量變換器裝置具有電壓傳感器以及電流傳感器。電壓傳感器配有用于檢測電壓的測量電極(1a，1b，1c)。電流傳感器配有用于檢測電流的探針(10a，10b，10c)。測量電極(1a，1b，1c)配有容納部(9a，9b，9c)，電流傳感器的探針(10a，10b，10c)定位在該容納部中。
【專利說明】測量變換器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種測量變換器裝置，其具有電壓傳感器和電流傳感器，其中，所述電壓傳感器具有用于檢測電壓的測量電極。

【背景技術(shù)】
[0002]這種測量變換器裝置例如從專利文獻CH682190A5中已知。此處的測量變換器裝置具有電壓傳感器和電流傳感器，其中，電壓傳感器具有用于檢測電壓的測量電極。電流傳感器和電壓傳感器彼此基本上共軸地徑向定位并且相對地彼此通過絕緣體定位。為了確保電流傳感器和電壓傳感器無干擾地工作，提供屏蔽電極，通過該屏蔽電極可以將電流傳感器與測量電極介電隔離。為了將已知的測量變換器裝置布置在金屬封裝的氣體絕緣的高壓設(shè)備中，提供附加的屏蔽電極，該附加的屏蔽電極屏蔽測量變換器裝置。
[0003]因此獲得一種測量變換器裝置，該測量變換器裝置由多個單獨的結(jié)構(gòu)組組成，其中，在結(jié)構(gòu)組共同作用時產(chǎn)生一種角度剛性固定的連接。尤其是將已知的測量變換器裝置安裝在多相封裝的配電設(shè)備上顯得就更不可能，因為該已知裝置環(huán)形地在殼體的內(nèi)周面上圍繞在中央導引的相導體延伸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種結(jié)構(gòu)簡化的測量變換器裝置。
[0005]按本發(fā)明，該技術(shù)問題在開頭所述類型的測量變換器裝置中這樣地解決，測量電極具有容納部，在該容納部中定位有電流傳感器的探針。
[0006]測量變換器裝置是一種用于檢測電壓和/或電流的裝置。相導體可以施加以例如電壓，該電壓可以被測量變換器裝置的電壓傳感器檢測到。此外，相導體通過電壓驅(qū)動地導流，其中，電流可以被電流傳感器檢測到。例如當在相導體上不進行直接的電壓和/或電流測量時才使用測量變換器裝置。還包括以下情況:例如相導體難以接近或電流或電壓值很高使得首先必須將電流或電壓轉(zhuǎn)換成可處理的大小。表示電流或電壓的方式例如可以是，將表示電流或電壓的物理量借助電流傳感器或電壓傳感器檢測并且轉(zhuǎn)換。這種檢測和轉(zhuǎn)換可以例如通過利用變壓器原理(Transformatorische Prinzip)進行。但也可以規(guī)定,例如檢測相導體的電荷狀態(tài)。因此可以通過利用電壓傳感器的測量電極，構(gòu)造例如電容式分壓器，從而可以提供相導體的電位圖。測量電極具有用作電容器覆層的電極面，從而測量電極導引浮動的電位。電流和/或電壓的圖像可以例如以可進一步處理的測量信號形式存在，例如從其上具有測量變換器裝置的測量部位到其上進行由測量變換器裝置提供的測量值的分析、轉(zhuǎn)換、顯示、進一步處理等的處理部位的數(shù)據(jù)電報。有利地可以規(guī)定，電壓傳感器的測量電極定位在電場的內(nèi)部，該電場包圍相導體。相導體可以例如處于高壓下，其中，高壓就例如接地的中性點而言沿絕緣介質(zhì)消除。在接地的中性點與相導體之間設(shè)有測量電極，從而可以形成電容式分壓器并且給測量電極的充電是出現(xiàn)在電容式分壓器上的電壓降的圖像。測量電極具有浮動的電位。
[0007]為了設(shè)計電流傳感器可以利用變壓器原理，其中，待檢測的相導體用作初級繞組，并且電流傳感器具有次級繞組。例如電流傳感器的次級繞組可以包圍相導體或相導體可以貫穿次級繞組。
[0008]測量電極和電流傳感器就待檢測的電流或待檢測的電壓而言均在確定的空間布置中相互定位。在一定的空間布置中，可以實現(xiàn)電流和/或電壓可靠的測量。若現(xiàn)在電壓傳感器的測量電極用于定位電流傳感器，預(yù)先給定電壓傳感器的測量電極以及電流傳感器的探針的位置。容納部為探針提供接觸點，以使測量電極和探針相互固定。例如探針可以形狀配合式連接地和/或材料接合式連接地固定在測量電極上。探針可以保持在容納部中。因此探針可以在其位置中相對測量電極固定。探針難以無意地與測量電極分離。測量電極應(yīng)當具有容納部，在該容納部中，探針和測量電極相互接合。探針可以有利地形狀配合式連接地固定在測量電極上。作為容納部可以提供不同成型的測量電極。容納部可以具有止擋點，定位點等。容納部也可以與探針的區(qū)段形狀互補地成型，從而例如使探針形狀配合式連接地與容納部連接。此外，可以有利地規(guī)定，探針形狀配合式連接地嵌接到電極中，從而防止探針無意地從測量電極中移出。探針可與備選地或附加地材料接合式連接地與容納部連接。有利地，測量電極應(yīng)當用作探針的穩(wěn)定元件，以便探針支承在測量電極上。測量電極例如具有角度剛性固定的形狀，該形狀例如也有助于探針的尺寸穩(wěn)定性。例如探針的繞組至少部分地延伸通過容納部，以便固定繞組在測量電極上的位置。例如卷繞限制件可以布置在測量電極上，其中，電流傳感器的繞組在卷繞限制件之間延伸。繞組可以例如環(huán)形地延伸通過容納部。除了利用變壓器原理外，例如電流傳感器也可以設(shè)計成所謂的光學電流傳感器，亦即，探針也可以具有例如帶有導引偏振光的光波導體的繞組。通過流過相導體的電流的磁場的作用可以改變偏振光的偏振平面，其中，偏振平面的角度的變化與待檢測的電流的量成正比。
[0009]除了使用布置在測量電極上的繞組外，還可以使用例如支承并且定位在測量電極上的霍爾探針。此外，其他結(jié)構(gòu)形式的探針也可以定位在測量電極的容納部上。
[0010]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，探針至少部分地通過測量電極介電屏蔽。
[0011]測量電極具有電極面，該電極面定向朝向待檢測的相導體的方向。電極面用作電容覆層以形成電容式分壓器。相應(yīng)地測量電極，尤其是電極面導引浮動的電位。在探針的投影中，相對待檢測的相導體獲得一個空間，該空間介電地通過測量電極或其電極面屏蔽。測量電極，更確切的說電極面可以在此圍繞一個或多個軸線拱曲地延伸，從而一方面獲得足夠用于電壓傳感器的電極面，另一方面實現(xiàn)屏蔽空間改善的屏蔽。在電流傳感器的探針布置在介電屏蔽空間內(nèi)部時，相應(yīng)地可以省掉單獨的屏蔽電極。電壓測量所需的測量電極可以提供電容覆層，以形成電容式分壓器。進一步通過測量電極的介電特性至少局部區(qū)段可以提供無電場的空間?，F(xiàn)在探針的一部分可以在該空間的內(nèi)部延伸，探針的這一部分例如是有局部放電風險的。探針也可以有利地大部分在該介電屏蔽空間的內(nèi)部延伸，從而可以省掉附加的單獨的用于探針的屏蔽裝置。無電場的空間優(yōu)選在測量電極遠離相導體的一側(cè)上延伸。
[0012]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，容納部成型為在測量電極中的凹缺口。
[0013]測量電極中的凹缺口為容納電流傳感器的探針提供擴大的空間。通過凹缺口可以不僅從唯一一個方向屏蔽介電屏蔽空間。為此，凹缺口可以提供側(cè)(介電屏蔽的)壁，該側(cè)壁增強了凹缺口的介電屏蔽作用。該電極面應(yīng)當優(yōu)選也延伸至側(cè)壁上，以便也在此發(fā)揮介電屏蔽作用。凹缺口可以例如袋狀地伸入測量電極中。也可以規(guī)定，凹缺口槽形地開槽并且在測量電極中延伸。槽側(cè)壁或凹口側(cè)壁可以一方面形成容納部的一部分。另一方面槽側(cè)壁或凹口側(cè)壁可以用作側(cè)壁。在此，壁厚尤其是針對測量電極的機械支承特性設(shè)計，因為為了在測量電極上形成電容覆層要導引僅一定的電位，該一定的電位也可以在平面延伸的壁厚薄的電活性的測量電極層上實現(xiàn)。測量電極例如可以具有電絕緣的支撐體，該支撐體僅具有薄壁的涂層以形成電容覆層/電極面。
[0014]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，測量電極成型為環(huán)形并且容納部布置在測量電極的外周側(cè)上。
[0015]環(huán)形測量電極可以有利地被相導體貫穿，以便測量電極的環(huán)形電極面面朝相導體。該環(huán)形內(nèi)周側(cè)的面用作電容覆層/電極面以形成電容式分壓器。除了在環(huán)的環(huán)繞方向上的拱曲外，內(nèi)周側(cè)的面也與之橫向地拱曲。因此，該內(nèi)周側(cè)的面可以相當于例如超環(huán)面的表面的局部，其中，超環(huán)面可以任意成型。有利的是，凹缺口在測量電極的外周側(cè)上延伸，因此面朝相導體的面與測量電極上的凹缺口的形狀或存在無關(guān)地始終不變地連續(xù)地無突起地成型。測量電極應(yīng)當成型為優(yōu)選封閉環(huán)形環(huán)繞的。但也可以規(guī)定，測量電極僅設(shè)計成包圍相導體的環(huán)段。這種環(huán)段例如可以在內(nèi)周側(cè)上朝向相導體并且在外周側(cè)上具有凹缺口。根據(jù)電流傳感器的探針的結(jié)構(gòu)方案，容納部的形狀可以設(shè)計成可變的。環(huán)形測量電極的斷面可以是不同的，例如基本上U-形。
[0016]此外，可以有利地規(guī)定，凹缺口具有尤其是封閉環(huán)繞的凹槽。
[0017]凹槽形式的凹缺口的優(yōu)點是，在測量電極上形成凹缺口，該凹缺口伸入測量電極的壁中。凹槽尤其是封閉地環(huán)繞地構(gòu)造在測量電極上。由此以簡單的方式存在例如具有多個匝數(shù)的繞組可以延伸通過凹槽的可能性。凹槽可以例如以槽的形式形成到測量電極中。相應(yīng)地可以在槽形凹槽的內(nèi)部形成無電場的空間，該空間通過凹槽的底部和側(cè)壁介電屏蔽。為此，測量電極可以由導電的材料成型。備選地，也可以在測量電極上提供導電的涂層，以確保介電屏蔽并且形成電容覆層。有利的是，凹槽盡可能完全地填充以探針，從而盡可能大的區(qū)段，尤其是整個探針布置在形成于凹槽內(nèi)的場投影以內(nèi)。凹槽可以具有相應(yīng)地設(shè)計的成型輪廓，以實現(xiàn)凹槽簡單的，尤其是形狀互補地填充以探針。因此，當凹槽布置在環(huán)形設(shè)計的測量電極的外周面上時獲得一個凹缺口，該凹缺口從所有的徑向沿環(huán)中心的方向可接近并因此能夠?qū)崿F(xiàn)例如探針的繞組在測量電極上的填充或卷繞。
[0018]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，環(huán)形測量電極具有基本上U形的成型輪廓。
[0019]具有基本上U形成型輪廓的環(huán)形測量電極的優(yōu)點是，壁在橫斷面中具有幾乎保持相同的壁厚。因此，一方面可以形成質(zhì)量小的測量電極。另一方面可以通過U形的成型輪廓增強測量電極的角度剛性。因此獲得尤其是環(huán)形測量電極，該環(huán)形測量電極成型為輪輞的形狀，其中，輪輞底用作設(shè)計成凹槽形狀的凹缺口，輪輞邊緣(槽側(cè)壁/凹口側(cè)壁)完成U形型材。測量電極的壁厚應(yīng)當U形成型輪廓的走向中保持近似恒定的，其中，成型輪廓也可以是設(shè)計成，使得例如朝測量電極的型材的自由端部提供減小的壁厚。型材可以設(shè)計成例如基本上圓環(huán)形。但也可以使用橢圓形的橫截面形狀。
[0020]此外，可以有利地規(guī)定，測量電極和探針嵌在絕緣體中。
[0021]測量電極和探針嵌入絕緣體中使探針和測量電極能夠相互定位。尤其是在通過測量電極支承探針時，已經(jīng)在測量電極和探針嵌入絕緣體之前，探針和測量電極的位置相互定位。嵌入絕緣體固定了測量電極和探針相互的位置。例如可以規(guī)定，在測量電極嵌入其容納部之前，電流傳感器的探針已經(jīng)可以被插入，然后被液體絕緣材料包圍并且封閉，因此在硬化之后獲得固體絕緣體，該固體絕緣體使測量探針和測量電極不會丟失地保持在一起。因此，絕緣體可以進行探針和測量電極的粘合和交聯(lián)(材料接合式連接地連接)。
[0022]此外，可以有利地規(guī)定，在環(huán)形測量電極上設(shè)有基本上徑向定向的連接片。
[0023]為了接觸測量電極或可以觸及其電位有利的是，在測量電極上提供連接片。尤其在使用環(huán)形的測量電極時，連接片應(yīng)當沿徑向從該環(huán)或環(huán)段向前延伸。例如測量電極可以安裝在測量電極的外周邊的自由面上。例如可以在U形成型的測量電極中，連接片安裝在U型材的臂上并且自由地向前突伸出該臂。在環(huán)形電極中，連接片應(yīng)當在此徑向定向。連接片導引與測量電極的電極面相同的電位。電極面可以通過連接片接觸。
[0024]有利地可以進一步規(guī)定，連接片定向朝向布置在絕緣體中的腔。
[0025]連接片是例如導電體，該導電體導引測量電極的電位，并且本身可以接觸，以便可以繼續(xù)導引測量電極的電位。連接片可以通至腔或伸入腔。為此，連接片可以朝向腔定向，在該腔中例如設(shè)有插接接頭、螺栓接頭、接觸端子、連接導線等，以便可以例如通過連接導線繼續(xù)導引連接片的電位。除了測量電極通過連接片的電接觸外，連接片也可以是容納測量電極的絕緣體中的扭轉(zhuǎn)止動裝置。因此例如防止測量電極在絕緣體內(nèi)部的轉(zhuǎn)動、移動、彎曲。腔可以在絕緣體內(nèi)部被利用來容納連接元件，如電纜插拔連接器、接線盒、焊片等。因此，可以從絕緣體中已經(jīng)通過連接導線獲取并且通過傳輸路線繼續(xù)傳輸測量電極，更確切的說探針的電信號，探針的連接導線，例如也可以通入腔中。
[0026]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，腔被配件包圍。
[0027]配件可以是例如成型體，該成型體在絕緣體澆鑄時澆注包封到絕緣體中，從而該成型體按照在絕緣體內(nèi)部失去連接的方式限定一個腔。配件可以例如由導電材料(例如鋁鑄件)或電絕緣的材料(例如聚乙烯)構(gòu)成。使用導電材料的優(yōu)點是，腔是介電屏蔽的。通過配件可以制造與其他結(jié)構(gòu)組的機械連接。
[0028]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，貫穿環(huán)形測量電極的相導體被屏蔽電極包圍。
[0029]測量電極用于檢測相導體在其電壓方面的狀態(tài)。環(huán)形測量電極在此可以包圍相導體并且被相導體貫穿。在相導體通過測量電極被包圍的區(qū)域內(nèi)可以使用屏蔽電極，該屏蔽電極本身包圍相導體并且又被測量電極包圍。因此可以在屏蔽電極與測量電極之間形成一個定義的空間，在這個定義的空間內(nèi)，與相導體的成型無關(guān)地在屏蔽電極與測量電極之間擴散電場。因此例如可行的是，相導體的電位傳導到屏蔽電極上，其中，布置在屏蔽電極與測量電極之間的電介質(zhì)在一個幾何預(yù)先確定的框架內(nèi)定義地施加以電場，由此測量電極具有確定的電位。相應(yīng)地可以提高具有測量電極的電壓傳感器的測量精度。在屏蔽電極與測量電極之間成型有例如圓柱電容器。屏蔽電極可以例如流體密封地與相導體連接。例如屏蔽電極和相導體可以相互焊接。備選地，屏蔽電極和相導體可以一體式地相互連接。
[0030]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，屏蔽電極和/或相導體流體密封地貫穿絕緣體。
[0031]嵌入絕緣體中的相導體貫穿絕緣體，從而相導體在絕緣體的兩側(cè)可電接觸。測量電極有利地應(yīng)當完全地在周側(cè)以及端側(cè)被絕緣體的絕緣材料包圍，從而通過絕緣體防止對測量電極或探針的機械干擾或施加影響。相應(yīng)地，相導體可以流體密封地插入絕緣體中。相導體例如可以流體密封地以絕緣材料澆注包封。
[0032]此外也可以規(guī)定，屏蔽電極本身流體密封地插入絕緣體中，從而絕緣體也能夠與貫穿絕緣體的相導體一起形成流體密封的屏障。尤其有利的是，相導體和屏蔽電極均流體密封地相互連接，從而得到由屏蔽電極、絕緣體和相導體構(gòu)成的流體密封的連接。
[0033]此外，可以有利地規(guī)定，多個測量電極和多個探針嵌在絕緣體中。
[0034]除了在中央設(shè)有由測量電極和被絕緣體包圍的相導體的共軸布置結(jié)構(gòu)方案外，還可以規(guī)定，多個相導體可以布置在同一個絕緣體中，其中，每個相導體分別配有一個測量電極，尤其是也分別配有一個探針。因此可以通過一個公共的絕緣體定位多個相導體并且在多個相導體相互定位時也可以電氣監(jiān)測每個單獨的相導體。為此，絕緣體可以設(shè)計成一體式或多件式。測量電極例如可以與相導體和探針一起澆鑄，然后該半成品組件在進一步澆鑄方法中與進一步優(yōu)選相同種類的半成品結(jié)構(gòu)組澆鑄成一個公共的絕緣體，從而合成的絕緣體由多個流體密封地相互連接的部分組成。相應(yīng)地獲得盤形的絕緣體，在該盤形的絕緣體中嵌入多個測量電極并且該盤形的絕緣體被多個相導體流體密封地貫穿。
[0035]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，絕緣體在周側(cè)被加固框架包圍。
[0036]加固框架在外周側(cè)包圍絕緣體，從而通過機械方式保護了絕緣體。加固框架可以例如封閉地環(huán)繞。尤其是加固框架應(yīng)當無邊棱和角。尤其適合的是基本上環(huán)形的加固框架，該加固框架在其內(nèi)部容納基本上圓柱體的絕緣體。通過加固框架可以將絕緣體連同在位于其中的測量電極(多個)或探針(多個)定位、輸送和安裝等。
[0037]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，絕緣體是一個/多個相導體的支撐絕緣體。
[0038]絕緣體除了其電絕緣的特性外還具有機械特性，從而相導體可以通過絕緣體本身位置固定地定位。尤其在利用加固框架時可行的是，測量變換器裝置例如用法蘭連接在法蘭上并且相對法蘭進行一個/多個相導體的定位。因此，一個/多個相導體位置固定。通過絕緣體確保各相導體的電絕緣。
[0039]進一步有利的結(jié)構(gòu)方案可以規(guī)定，絕緣體是密封殼體的流體密封的屏障的一部分。
[0040]測量變換器裝置可以有利地布置在電能傳輸裝置上。電能傳輸裝置具有一列相導體，這些相導體被電壓驅(qū)動并且導引電流。為使相導體絕緣，可以使用電絕緣的流體，尤其是電絕緣的氣體。為防止電絕緣的流體的揮發(fā)，可以將電絕緣的流體包圍在封裝殼體中。在該封裝殼體的內(nèi)部，可以將電絕緣的流體置于過壓下，從而附加地提高電絕緣的流體的擊穿強度。作為電絕緣的流體可以使用例如絕緣油或絕緣氣體，如六氟化硫，氮氣或與這些氣體的混合物。相導體導引優(yōu)選與密封殼體間隔或電絕緣地導引通過封裝殼體。絕緣體可以相應(yīng)地用作在密封殼體上的屏障的一部分，以便將相導體導引入填充以電絕緣的流體的封裝殼體中。封裝殼體可以設(shè)計成例如壓力容器，因此它可以經(jīng)受住封裝殼體的內(nèi)部與封裝殼體的環(huán)境之間的壓差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]下列在附圖中示意性示出并且進一步描述本發(fā)明的實施例。附圖中:
[0042]圖1是部分截去的測量變換器裝置的立體視圖，
[0043]圖2是通過測量變換器裝置的橫截面的局部剖視圖，以及
[0044]圖3是在組裝狀態(tài)下的測量變換器裝置的剖視圖。

【具體實施方式】
[0045]圖1示出測量變換器裝置的立體視圖。測量變換器裝置在此設(shè)計成三相的，亦即，測量變換器裝置具有電壓傳感器，該電壓傳感器具有第一電極la、第二電極Ib以及第三電極lc，這三個電極用于對第一相導體2a、第二相導體2b以及第三相導體2c進行電壓監(jiān)測。每個相導體2a, 2b, 2c分別被環(huán)形測量電極la, lb, Ic之一包圍。
[0046]三個相導體2a, 2b, 2c用于分別傳輸電流。為了通過三個相導體2a, 2b, 2c中的每一個驅(qū)動電流，相導體2a，2b，2c分別施加以相應(yīng)的電壓。在三相的實施變型中，如在圖1中所示，優(yōu)選規(guī)定多項交流電壓電力系統(tǒng)的傳輸，使得三個電流流過相導體2a，2b，2c，當存在驅(qū)動的交流電壓時，該相導體2a，2b，2c分別具有彼此不同的瞬時大小以及不同種類的相位。
[0047]但是，不同于圖1中所示的三相結(jié)構(gòu)方案變型，本發(fā)明也可以用于在單相的設(shè)計中。在這種情況下，不使用三個相導體2a，2b，2c，而使用唯一的相導體，其中，存在僅與唯一的相導體有關(guān)的相應(yīng)的對應(yīng)配設(shè)的部件。
[0048]三個相導體2a，2b，2c基本上設(shè)計成圓柱體，其中，相導體2a，2b，2c當前具有圓形的橫截面。相導體2a，2b，2c的圓柱軸線彼此近似平行地定向，其中，在相導體2a，2b，2c的圓柱軸線的俯視圖中，圓柱軸線相互間隔地布置并且限定等邊三角形的三個頂點。圓柱軸線平行于主軸線3，該主軸線位于相導體2a，2b, 2c之間形成的三角形以內(nèi)。
[0049]三個相導體2a，2b，2c嵌在絕緣體12中。在圖1中，絕緣體12未示出。絕緣體12成型為盤形并且在外周側(cè)被加固框架4包圍。加固框架4當前設(shè)計為圓環(huán)形，其中，加固框架4與主軸線3同軸地定向。在圖1中，截去絕緣體12，從而可見嵌在絕緣體12內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。三個相導體2a, 2b, 2c貫穿絕緣體12,使得絕緣體12的端面被相導體2a,2b，2c突入并且伸出。因此，可以在絕緣體12的端面兩側(cè)進行相導體2a，2b，2c的電接觸。相導體2a，2b，2c應(yīng)當盡可能流體密封地插入絕緣體12。為了簡化相導體2a，2b，2c的接入，絕緣體12具有被相導體2a，2b，2c貫穿的開口。為了能夠改善測量變換器裝置的功能，相導體2a, 2b, 2c分別被屏蔽電極5a, 5b, 5c包圍。屏蔽電極5a, 5b, 5c分別導弓丨對應(yīng)的第一相導體2a、第二相導體2b或第三相導體2c的電位。屏蔽電極5a, 5b, 5c分別與相導體2a,2b，2c導電連接。屏蔽電極5a，5b，5c分別在相導體2a，2b，2c的外周面上包圍它們。屏蔽電極5a，5b，5c分別設(shè)計成空心圓柱體，其中，端面出于介電有利的輪廓的原因倒圓角。相導體2a，2b，2c優(yōu)選與各對應(yīng)的屏蔽電極5a，5b，5c流體密封地連接，其中，屏蔽電極5a，5b，5c分別于絕緣體12流體密封地連接。因此可以在相導體2a，2b，2c，屏蔽電極5a，5b，5c以及絕緣體12之間形成流體密封的屏障。除了屏蔽電極5a，5b，5c設(shè)計成單獨的部件外，相導體2a，2b，2c可以相應(yīng)地一體式成型。
[0050]每個相導體2a，2b, 2c在外周側(cè)分別被測量電極la，lb，Ic包圍。測量電極la，lb,Ic在此成型為環(huán)形并且分別與相導體2a, 2b, 2c共軸布置。屏蔽電極5a, 5b, 5c相對測量電極la，lb, Ic的位置在此選擇為，使得屏蔽電極5a，5b，5c在主軸線3或圓柱軸線的方向上具有比分別對應(yīng)的測量電極la，lb, Ic更大的空間尺寸。各測量電極la，lb, Ic在內(nèi)周側(cè)面朝各屏蔽電極5a,5b,5c。屏蔽電極5a,5b,5c分別導引各對應(yīng)的相導體2a,2b,2c的電位。測量電極la, lb, Ic相對分別包圍的相導體2a, 2b, 2c以及相對其它的相導體2a, 2b,2c電絕緣地布置。同樣，測量電極la, lb, Ic相互電絕緣地布置。為使測量電極la, lb, Ic和相導體2a，2b，2c在空間上相互固定，該結(jié)構(gòu)組嵌在絕緣體12中。絕緣體12本身設(shè)計成基本上盤形并且在外周側(cè)被加固框架4包圍。絕緣體12可以設(shè)計成例如一體式。但也可以規(guī)定，絕緣體12設(shè)計成多件式，從而例如半成品組件具有絕緣體12的第一部分，絕緣體12的一個或多個另外的部分將第一部分補充成一個盤形狀的絕緣體12。
[0051]測量電極la，lb，Ic在其外周邊上分別具有連接片6a，6b，6c。連接片6a，6b，6c導引分別支承這些連接片的測量電極la，lb, Ic的電位。測量電極la，lb, Ic例如由導電材料，例如銅，鋁，能導電的塑料等制成。借助連接片6a，6b，6c，各測量電極la，lb, Ic的電位可以傳輸?shù)浇^緣體12內(nèi)部的腔中。當前，各相導體2a，2b，2c配有一個腔。在絕緣體12內(nèi)部的腔分別被配件7a，7b，7c包圍。配件7a，7b，7c分別包圍一個腔，各腔齊平地與各測量電極la，lb, Ic的徑向定向的連接片6a，6b，6c鄰接。在被配件7a，7b，7c包圍的腔內(nèi)部，可以導引測量導線8a，8b，以便例如接觸各測量電極la，lb, lc。配件7a，7b，7c材料接合式連接地插入盤形絕緣體12中并且包圍沿徑向?qū)б两^緣體12的外周側(cè)上的周面的各腔。在此，在加固框架4的內(nèi)部齊平地分別提供徑向定向的凹缺口，通過該凹缺口可以向外導引連接導線8a，8b。
[0052]測量電極la，lb, Ic分別設(shè)計成相同類型。測量電極la，lb, Ic設(shè)計成環(huán)形，其中，材料和尺寸選擇為，使得測量電極la，lb, Ic本身設(shè)計成抗纏繞的。測量電極la，lb, Ic在外周側(cè)分別設(shè)有凹缺口 9a，9b，9c形式的容納部。凹缺口 9a，9b，9c在此以閉合環(huán)繞的凹槽形式引入測量電極la，lb, Ic中。凹槽在此具有弧形型材，例如圓弧或橢圓弧。測量電極la, lb, Ic的型材優(yōu)選可以選擇為U形，其中，型材應(yīng)當設(shè)計具有倒圓角。通過凹缺口 9a，%，9(3，在測量電極1&，113，10的外周面中形成環(huán)繞的槽。若斷面相應(yīng)地設(shè)計成U形，例如半圓形或橢圓環(huán)形的型材，則測量電極la，lb, Ic以輪輞的形式存在，其中，凹缺口 9a，9b，9c在輪輞卷邊之間成型。測量電極la，lb，Ic的型材優(yōu)選例如可以具有近似均勻的壁厚。凹缺口 9a，9b，9c至少部分地由測量電極la，lb, Ic的電容覆層/電極面介電屏蔽。
[0053]通過凹缺口 9a, 9b, 9c形成容納部，電流傳感器的探針10a, 10b, 1c可以分別插入該容納部中。探針10a，10b，1c可以例如分別具有半導體組，該半導體組分別插入到在測量電極la，lb, Ic的凹缺口 9a，9b，9c內(nèi)介電屏蔽的區(qū)域的場投影中。這種探針10a，10b，1c可以包括例如霍爾探針。此外，凹缺口 9a，9b，9c也可以用于容納各繞組。繞組可以具有例如光纖，該光纖至少一次，尤其是多次環(huán)繞凹缺口 9a，9b，9c，形成多圈并且定位在各自的測量電極la，lb, Ic上。因此可以使偏振光轉(zhuǎn)向分別被包圍的相導體la，lb, Ic的區(qū)域，其中，偏振光的偏振平面根據(jù)流過各相導體la，lb, Ic的電流產(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)向。此外，探針也可以具有變壓器繞組，該繞組在各凹缺口 9a，9b，9c中包圍各相導體la，lb, lc。特別有利的結(jié)構(gòu)方案在此可以規(guī)定，探針10a，10b，1c分別具有羅果夫斯基耦合線圈，其中，羅果夫斯基耦合線圈分別與凹缺口 9a，9b，9c的造型形狀配合地(gegengleich)成型，從而羅果夫斯基耦合線圈可以齊平地插入凹缺口 9a，9b，9c中。羅果夫斯基耦合線圈因此位于各測量電極la，lb, Ic的介電場投影中。羅果夫斯基耦合線圈在此可以完全地布置在各凹缺口9a,9b,9c的場投影內(nèi)部。但也可以規(guī)定，僅位于各凹缺口 9a,9b,9c中的羅果夫斯基I禹合線圈的部分是介電屏蔽的。因此，可以例如在外周面上開口的凹缺口 9a，9b，9c中，羅果夫斯基耦合線圈可以從凹缺口 9a，9b，9c中突伸出。羅果夫斯基耦合線圈的橫截面可以設(shè)計為例如圓形，其中，該圓形的結(jié)構(gòu)形狀互補地嵌接到對應(yīng)的凹缺口 9a,9b,9c的橫截面結(jié)構(gòu)中。探針10a，10b，1c的繞組，尤其是羅果夫斯基耦合線圈的接觸裝置可以通過布置在絕緣體12中的配件7a，7b，7c內(nèi)部的腔提供。相應(yīng)地，電流傳感器的探針10a，10b, 1c的連接導線8a，8b可以從絕緣體12的內(nèi)部中導引出。
[0054]在圖2中，例如示出第一測量電極Ia以及第一相導體2a以及其他直接地配給第一相導體2a或第一測量電極Ia的結(jié)構(gòu)組的剖面。第二測量電極Ib以及第三測量電極Ic與第二相導體2b以及第三相導體2c相同地成型以及其他的配給其他測量電極lb，Ic或其他相導體2b，2c的結(jié)構(gòu)組與圖2中例如所示的結(jié)構(gòu)相同種類地成型。
[0055]圖2示出其剖面中具有主軸線3的剖視圖。相應(yīng)地可見加固框架4的型材斷面。第一相導體2a同樣剖分?？梢姷谝幌鄬w2a在外周面上被對應(yīng)的屏蔽電極5a包圍。對應(yīng)的屏蔽電極5a本身在外周側(cè)被對應(yīng)的第一測量電極Ia包圍。第一測量電極Ia從剖面中突出并且可見第一測量電極Ia的閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)。第一測量電極Ia的斷面設(shè)計成U形型材，該U形型材設(shè)計成基本上半圓環(huán)形。所形成的凹缺口 9a填充以在外周側(cè)包圍測量電極Ia的探針10a。探針1a具有基本上圓形的橫截面，該圓形橫截面與凹缺口 9a的成型輪廓形狀配合(gegengleich)。探針1a在外周側(cè)環(huán)繞第一測量電極la。
[0056]在斷面中形成的、限定凹缺口的第一測量電極Ia的臂上示出例如連接片6a的位置，該連接片6a沿徑向，就位于中心的、測量電極Ia的旋轉(zhuǎn)軸線而言沿徑向朝加固框架4的內(nèi)周面的方向突出。連接片6a突伸至靠近絕緣體12的腔11的底部。腔11由配件7a限定，該配件7a至少部分地伸入絕緣體12中。配件7a設(shè)計成基本上旋轉(zhuǎn)對稱的空心圓柱體的并且在其靠近加固框架4的一端上與加固框架4角度剛性固定地，例如借助螺紋連接件連接。在配件7a與加固框架4連接的區(qū)域內(nèi)，在加固框架中設(shè)有凹缺口，以使連接導線8a，8b從加固框架4的外周側(cè)引入腔11中。一方面，連接導線8a連接到電流傳感器的第一相導體2a的探針1a上。另一方面，第一測量電極Ia可以通過連接導線Sb接觸。為此，連接導線8b與連接片6a連接。連接片6a在測量電極Ia上布置在測量電極Ia到加固框架4的內(nèi)周面的距離最小的區(qū)域內(nèi)。
[0057]絕緣體12在圖2中例如由多個部分元件組成。因此，按圖2的結(jié)構(gòu)方案規(guī)定，首先在第一相導體2a,對應(yīng)的屏蔽電極5a以及包圍第一相導體2a的第一測量電極Ia之間形成角度剛性固定的連接。相應(yīng)地形成絕緣體12的基本上盤形的一部分，在絕緣體的這一部分中嵌入第一測量電極la。第一測量電極Ia與對應(yīng)的探針1a —起完全地嵌入絕緣體12的內(nèi)部，尤其是完全地嵌入絕緣體12的第一部分內(nèi)部。第一測量電極Ia具有固定接片13，該固定接片能夠?qū)崿F(xiàn)在絕緣體12的內(nèi)部形狀配合式連接的固定。為了制造測量變換器裝置可以規(guī)定，絕緣體12首先以液態(tài)形式澆鑄以便嵌入第一測量電極Ia連同探針1a以及第一相導體2a和對應(yīng)的屏蔽電極5a。在絕緣材料硬化之后，半成品的相導體2a，2b，2c定位在加固框架4的內(nèi)部，然后以另外的絕緣材料完全地澆注包封，因此絕緣體12具有多個相互獨立地澆鑄的部分元件。尺寸設(shè)計在此可以選擇為，使得絕緣體12的部分元件完全由以絕緣材料進行的最終重鑄而被澆注包封。但無論如何，相導體2a，2b，2c的端面從絕緣體12中突出?？梢砸?guī)定，屏蔽電極5a，5b，5c同樣在端側(cè)從絕緣體12中突出。根據(jù)需求，絕緣體12的壁厚可以改變。例如也可以規(guī)定，絕緣體12基本上具有與加固框架相同的壁厚，因此配件7a，7b，7c也可以完全地被絕緣體12澆注包封，與屏蔽電極5a，5b，5c 一樣。與絕緣體12的制造方式無關(guān)，絕緣體12的端面應(yīng)當沒有在絕緣材料中的接合縫。
[0058]絕緣體12也可以設(shè)計成一體式，亦即，所有被絕緣體12包圍的部件在唯——次澆鑄中以仍未硬化的絕緣材料澆注包封。在硬化之后，獲得角度剛性固定的絕緣體12，該絕緣體12位置固定地定位嵌入的部件，并且本身位置固定地處于加固框架4的內(nèi)部。
[0059]在圖3中示出在安裝狀態(tài)下的測量變換器裝置的剖面。加固框架4布置在第一環(huán)形法蘭14a以及第二環(huán)形法蘭14b之間。兩個環(huán)形法蘭14a，14b通過位于其間的加固框架4相互用螺栓固定。螺栓可以例如突伸穿過設(shè)置在加固框架4中的凹缺口，從而獲得在環(huán)形法蘭14a，14b以及加固框架4之間的摩擦配合式連接以及形狀配合式連接。例如在圖3中示出絕緣體12a的應(yīng)用，該絕緣體12具有與加固框架4近似相同的寬度。在剖視圖中，象征性可見包圍第一相導體2a的屏蔽電極5a，以及第一測量電極la，該第一測量電極Ia包圍第一相導體2a并且本身在凹缺口 9a中容納電流傳感器的探針10a。絕緣體12的厚度在此選擇為，使得除了在端側(cè)突伸出絕緣體12a的相導體2a，2c之外在絕緣體12以內(nèi)還設(shè)有另外的元件。通過位于絕緣體12a中的、通入加固框架4的凹缺口的腔11能夠接近位于絕緣體12a內(nèi)部的元件。通過這種通道，連接導線8a，8b對于電流傳感器以及電壓傳感器可接近。
[0060]第一以及第二環(huán)形法蘭14a，14b與第一封裝殼體15a以及第二封裝殼體15b連接。兩個封裝殼體15a，15b設(shè)計成基本上管形的，其中，在內(nèi)部獲得容納體積，在容納體積中設(shè)有相導體2a，2c。兩個封裝殼體15a，15b設(shè)計成流體密封的，從而內(nèi)部可以以電絕緣的流體填充。
[0061]電絕緣的流體在此置于過壓下以提高絕緣強度，因此封裝殼體15a，15b是壓力容器。相導體2a，2c電絕緣地支承在封裝殼體15a，15b上。相導體2a，2c電絕緣的固定在此通過測量變換器裝置的絕緣體12a進行。因此可行的是，第一和第二封裝殼體15a，15b導電地設(shè)計并且封裝殼體15a，15b例如施加以地電位。在封裝殼體15a，15b內(nèi)部的在相導體2a, 2c之間的絕緣段上下相疊地，以及相導體2a, 2c相對封裝殼體15a, 15b的絕緣段通過電絕緣的流體給定。在此，測量變換器裝置設(shè)計成，使得通過絕緣體12給定在第一和第二封裝殼體15a，15b的兩個體積之間流體密封的屏障，亦即，通過測量變換器裝置Ia以其絕緣體12a阻止電絕緣的流體溢出被第一封裝殼體15a包圍的區(qū)域進入被第二封裝殼體15b包圍的區(qū)域。相應(yīng)地絕緣體12是在封裝殼體15a，15b上的耐壓的屏障的一部分。相應(yīng)地規(guī)定流體密封地嵌入和相導體2a，2c導引穿過絕緣體12a。但也可以規(guī)定，設(shè)置在絕緣體12中或測量變換器裝置上的溢流通道，通過該溢流通道，絕緣流體尅從第一密封殼體15a溢流入第二封裝殼體15b，反之亦然。
[0062]封裝殼體15a，15b是例如流體絕緣的電能傳輸裝置的部分，這部分在利用電絕緣氣體的情況下稱作“氣體絕緣的”。借助氣體絕緣的電能傳輸裝置可以通過相導體2a，2b，2c驅(qū)動電流，從而可以實現(xiàn)在兩點之間的電能傳輸。
[0063]通過利用測量電極9a，9b，9c獲得在各對應(yīng)的相導體2a，2b，2c以及相導體2a，2b，2c尤其是相對封裝殼體15a，15b之一或相對加固框架4的環(huán)境之間的電容覆層。因此，獲得優(yōu)選在各相導體2a，2b，2c的電位與地電位之間的電容式分壓器。相應(yīng)地出現(xiàn)電絕緣地布置的測量電極la，lb, Ic的充電。測量電極la，lb, Ic的電位可以通過測量導線Sb從測量變換器裝置中導出。有關(guān)測量電極la，lb, Ic的電位的信息可以進一步處理并且通過各相導體2a，2b，2c的電位推導出。
[0064] 通過利用分別插在各對應(yīng)的測量電極la，lb, Ic的凹缺口 9a，9b，9c中的探針10a，10b，10c，例如可行的是，通過利用變壓器原理，形成通過各對應(yīng)的相導體2a，2b，2c的電流。從探針10a，1b輸出的信號可以通過連接導線8，8a繼續(xù)傳輸。在檢測到的電流方面的由電流傳感器提供的信息，以及在檢測到的電壓方面的由電壓傳感器提供的信息可以現(xiàn)在進一步利用或進一步處理。
【權(quán)利要求】
1.一種測量變換器裝置，其具有電壓傳感器和電流傳感器，其中，所述電壓傳感器具有用于檢測電壓的測量電極(la，lb，lc)，其特征在于，所述測量電極(la，lb，lc)具有容納部(9a，9b，9c)，在所述容納部(9a，9b，9c)中定位有所述電流傳感器的探針(10a，10b，1c)。
2.按權(quán)利要求1所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述探針(10a，10b，1c)至少部分地由所述測量電極(la, lb, lc)介電屏蔽。
3.按權(quán)利要求1或2所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述容納部(9a，9b，9c)成型為在所述測量電極(la, lb, lc)中的凹缺口 (9a,9b,9c) ο
4.按權(quán)利要求3所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述測量電極(la，lb，lc)成型為環(huán)形，并且所述容納部(9a，9b，9c)布置在所述測量電極(la，lb, lc)的外周面上。
5.按權(quán)利要求2至4之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述凹缺口(9a，％，9c)具有尤其是封閉環(huán)繞的凹槽。
6.按權(quán)利要求4或5所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述環(huán)形測量電極(la，lb，lc)具有基本上U形的成型輪廓。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述測量電極(la，lb，lc)和所述探針(10a, 10b, 1c)嵌在絕緣體(12，12a)中。
8.按權(quán)利要求4至7之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，在所述環(huán)形測量電極(la, lb, lc)上設(shè)有基本上徑向定向的連接片(6a,6b,6c)。
9.按權(quán)利要求8所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述連接片^a，6b，6c)定向朝向布置在所述絕緣體(12，12a)中的腔(11)。
10.按權(quán)利要求9所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述腔(11)由配件(7a，7b，7c)包圍。
11.按權(quán)利要求4至10之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，貫穿所述環(huán)形測量電極(la, lb, lc)的相導體(2a, 2b, 2c)由屏蔽電極(5a, 5b, 5c)包圍。
12.按權(quán)利要求11所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述屏蔽電極(5a，5b，5c)和/或所述相導體(2a，2b，2c)流體密封地貫穿絕緣體(12，12a)。
13.按權(quán)利要求1至12之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，多個測量電極(la，lb, lc)和多個探針(10a, 10b, 1c)嵌在絕緣體(12，12a)中。
14.按權(quán)利要求7至13之一所述使得測量變換器裝置，其特征在于，所述絕緣體(12，12a)在周面上被加固框架(4)包圍。
15.按權(quán)利要求7至14之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述絕緣體(12，12a)是所述相導體(2a, 2b, 2c)的支撐絕緣體。
16.按權(quán)利要求7至15之一所述的測量變換器裝置，其特征在于，所述絕緣體(12，12a)是封裝殼體(15a，15b)的流體密封的屏障的一部分。
【文檔編號】G01R15/14GK104169726SQ201380014577
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月16日
【發(fā)明者】S.海因, P.米萊夫斯基, W.奧爾斯?jié)煞蛩够? 申請人:西門子公司