金属封装的开关设备上的电压的测量制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量金属封装的开关设备(1)的电压的测量装置(7)。所述测量装置(7)包括电气线路(19)，导电的测量电极(21)，所述测量电极围绕电气线路(19)的第一线路部段(19.1)并与电气线路(19)电绝缘，以及包括导电的场控电极(23)，所述场控电极与电气线路(19)和测量电极(21)电绝缘并且具有围绕测量电极(21)的第一场控电极部段(23.1)。(21)的第一场控电极部段(23.1)。(21)的第一场控电极部段(23.1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属封装的开关设备上的电压的测量
[0001]本专利技术涉及一种用于测量金属封装的开关设备的电压的测量装置和方法。
[0002]金属封装的开关设备是一种具有金属壳体的开关设备，其通常接地。这种开关设备例如是所谓的死罐型功率开关和断路器和/或气体绝缘开关设备。通常，这种开关设备具有电压转换器，用于测量和监视开关设备的电压。特别是，在设计为高压开关的开关设备的情况下，根据场探头的原理，通常通过承载电压的初级线和测量电极之间的电容耦合来测量电压。为此，测量电极被布置在紧邻初级线的附近。例如，测量电极布置在开关设备的壳体中或围绕初级线延伸的附加法兰环中。
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于测量金属封装的开关设备的电压的改进的测量装置和一种改进方法。
[0004]本专利技术的技术问题通过具有权利要求1特征的测量装置、具有权利要求10特征的方法和具有权利要求11特征的开关设备解决。
[0005]本专利技术的有益实施例是从属权利要求的技术方案。
[0006]根据本专利技术用于测量金属封装的开关设备的电压的测量装置包括电气线路、围绕该电气线路的第一线路部段并与电气线路电绝缘的导电的测量电极、以及与电气线路和测量电极电绝缘并具有第一场控电极部段的导电的场控电极，第一场控电极部段包围测量电极。
[0007]测量电极和电气线路形成一个电容器，用于电容式检测位于电气线路上的相对于参考电位的电压，并通过该电压可以测量在测量电极处相对于参考电位的电压。在此，测量电极设置在场控电极内。因此，与将测量电极布置在场控电极外的设计相比，测量电极和场控电极设计为具有有利的节省空间性，因为在测量电极布置在场控电极外的情况中，测量电极和场控电极必须沿着电气线路先后依次排列，因为由于场控电极的屏蔽作用，例如测量电极围绕场控电极的布置是不可能的。此外，测量电极可以安装在场控电极内部，无需额外的组件用于将其固定到场控电极的外部。
[0008]在测量装置的设计中，场控电极具有第二场控电极部段，其围绕着电气线路的第二线路部段，并且在垂直于电气线路的平面上具有比第一场控电极部段更小的最大直径。换言之，场控电极在第一场控电极部段的区域中比第二场控电极部段中更宽，以便能够有利地在第一场控电极部段中容纳测量电极。
[0009]在测量装置的另一实施例中，测量电极具有U形型廓，其具有两个背离电气线路的边段。两个边段尤其具有弯曲构造的边段端部区域，用于避免边段端部区域和场控电极之间很高的电场强度。
[0010]在测量装置的另一实施例中，场控电极由场控电极区段组成，这些场控电极区段先后依次沿着围绕电气线路延伸的路径布置。因此，可以节省用于生产场控电极的材料。此外，例如用于接触测量电极的电缆可以在场控电极区段之间穿过。
[0011]在测量装置的另一实施例中，测量电极由测量电极区段组成，这些测量电极区段先后依次沿着围绕电气线路延伸的路径布置。因此，可以节省用于生产测量电极的材料。此外，例如在不同的测量电极区段上的测量电压被测量并且为了确定在电气线路上的电压被
取平均值。
[0012]该测量装置的另一实施例具有被场控电极包围的测量线圈，其与场控电极、电气线路和测量电极电绝缘并围绕电气线路延伸。例如，测量线圈被设计为罗氏线圈(Rogowskispule)。测量线圈例如布置在测量电极和场控电极之间，或者测量电极和测量线圈沿着电气线路先后依次排列。除了电气线路上的电压外，测量线圈还可以通过测量线圈中感应的感应电压来测量电气线路中流动的电流。测量线圈在场控电极内的布置有利地实现具有测量线圈的测量装置的紧凑和节省空间的实施方式。
[0013]在用于测量根据前述权利要求任一项所述的测量装置的电气线路上相对于参考电位的电压的根据本专利技术的方法中，测量相对于参考电位位于测量装置的测量电极处的测量电压，并且由所述测量电压得出在测量装置的电气线路上相对于参考电位的电压。根据本专利技术的方法利用了测量电极处的测量电压与电气线路上的电压成正比(分别相对于参考电位)。
[0014]按照本专利技术的用于中断和闭合电流路径的金属封装的开关设备(例如功率开关或断路器)具有按照本专利技术的测量装置，其中电流路径引导通过测量装置的电气线路。根据本专利技术的开关设备的优点从按照本专利技术的测量装置的上述优点得出。
[0015]本专利技术的开关设备的实施例规定，所述测量装置的场控电极置于地电位上。这有利地避免了场控电极具有不希望的电势。
[0016]按照本专利技术的开关设备的一个实施例具有金属的壳体和通入所述壳体的套管，其中，测量装置的电气线路延伸穿过套管，并且场控电极布置在套管中。场控电极并且以此甚至测量电极在通入开关设备的壳体中的套管中的布置相对于在壳体中的布置具有优点：壳体不必为场控电极提供任何安装空间，因此可以实施得更加紧凑。
[0017]本专利技术上述的特性、特征和优点，以及实现它们的方式方法在结合以下实施例的描述中变得更加清晰和容易理解，这些实施例结合附图进一步被阐述。在附图中：
[0018]图1为开关设备实施例的剖面示意图，
[0019]图2为用于测量电压的测量装置的第一实施例的剖面图，
[0020]图3为用于测量电压的测量装置的第二实施例的剖面图，
[0021]图4为用于测量电压的测量装置的第三实施例的剖面图，
[0022]图5为用于测量电压的测量装置的第四实施例的剖面图。
[0023]相应的部件在图中提供了相同的参考标记。
[0024]附图1(图1)示出了用于中断和闭合电流路径的按照本专利技术的金属封装的开关设备1的实施例的剖视图。开关设备1例如是功率开关或断路器。开关设备1具有金属的壳体3、进入壳体3的套管5和用于测量电压的测量装置7的第一实施例。开关设备1仅在套管5的区域上示出，因为只有该区域与本专利技术有关。
[0025]该套管5具有漏斗形绝缘体9、法兰11和盖子13。绝缘体9由电绝缘材料制成，它从壳体3的壳体开口15延伸出去，具有截锥形的外表面，并且随着与壳体开口15的距离的增加而逐渐变细。法兰11在壳体3上环形围绕着绝缘体9的壳体侧端部延伸并将绝缘体9固定到壳体3上。除了盖子开口17，盖子13封闭绝缘体9的远离壳体3的端部。
[0026]附图2(图2)示出了图1所示的开关设备1的测量装置7的放大的剖面示意图。该测量装置7包括电气线路19、导电的测量电极21和导电的场控电极23。电气线路19、测量电极
21和场控电极23相互电绝缘。
[0027]电气线路19通过盖子开口17进入套管5，并通过套管5进入壳体3，并且是电流路径的一部分，电流路径被开关设备1中断和闭合。
[0028]测量电极21环形地包围电气线路19的第一线路部段19.1。测量电极21具有U形型廓，其具有两个背离电气线路19的两个边段21.1、21.2。
[0029]场控电极23实施为漏斗形。场控电极23的第一场控电极部段23.1包围测量电极21。场控电极23的第二场控电极部段23.2包围着电气线路19的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量金属封装的开关设备(1)的电压的测量装置(7)，所述测量装置(7)包括：
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电气线路(19)，
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导电的测量电极(21)，所述测量电极(21)围绕电气线路(19)的第一线路部段(19.1)并与电气线路(19)电绝缘，以及
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导电的场控电极(23)，所述场控电极(23)与电气线路(19)和测量电极(21)电绝缘，
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其中场控电极(23)具有围绕测量电极(21)的第一场控电极部段(23.1)。2.根据权利要求1所述的测量装置(7)，其特征在于，场控电极(23)具有第二场控电极部段(23.2)，所述第二场控电极部段包围电气线路(19)的第二线路部段(19.2)并且在垂直于该电气线路(19)的平面上具有比第一场控电极部段(23.1)更小的最大直径。3.根据权利要求1或2所述的测量装置(7)，其特征在于，所述测量电极(21)具有U形型廓，该U形型廓具有两个背离电气线路(19)的边段(21.1、21.2)。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置(7)，其中，场控电极(23)由场控电极区段(23.5、23.6)组成，这些场控电极区段沿着绕电气线路(19)延伸的路径先后依次布置。5.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置(7)，其中，测量电极(21)由测量电极区段(21.3、21.4)组成，这些测量电极区段沿着围绕电气线路(19)延伸的路径先后依次布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置(7)，其中，测量装置(7)具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：T希尔克，S吉雷，T海因兹，
申请(专利权)人：西门子能源全球有限公司，
类型：发明
国别省市：