專利名稱：用于高電壓的絕緣連接并具有電壓和電流檢測器的模塊化系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于高電壓的絕緣連接并具有電壓和電流檢測器的模塊化系統，該發明顯而易見的目的就是提供電纜到某種設備的安全連接，包括關于絕緣和屏蔽的高水平保護，同時在連接點處提供小信號電壓和電流值，這些值與高電壓部分的值的幅度成比例，由此相應的用于測量電壓和電流的探頭直接被合并到連接元件中，維持了裝置的安全性、可靠性和絕緣水平。
本發明的目的是提供一個與高電壓絕緣連接的系統，該系統直接從連接中拾取信號，維持了裝置的安全性、可靠性和絕緣水平，消除了帶電區域暴露在空氣中的隱患，并且避免了常規系統特有的維護問題。
背景技術：
人們熟知許多類型的高壓測量系統，這些系統主要依賴于電感型的電流和電壓變換器，這些變換器向電子保護和測量設備提供所需要的功率，盡管目前這些保護和測量系統大多是電子產品，這種情況往往導致功率過剩，而這種過剩經常超出了保護和測量設備技術工藝上的和動態的界限，隨之帶來了損壞設備的危險。
有各種各樣的系統，其中上述的功率被減小，甚至改變變換比例來獲得更寬的動態范圍；這些系統只是提供一個高電壓導體上電流的測量值。
同樣，阻性分流器已被知道能提供一個與高電壓一側的電壓值成比例的信號，該信號被提供到與空氣相接的點上，因此它們主要被限制在指示電壓的存在這樣的用途上。
由于這個原因，為了實現同時測量高電壓設備的一個輸入或輸出點上的電流和電壓，必須使用不同的元件，這些元件通常是常規的電感型變換器，也可以是特殊的連接。
必須緊記的是，基于電流和電壓變換器的系統首先是非常龐大的，其工作部件與空氣連接，這給系統開動后還必須在其中工作的人員帶來了潛在的危險，加之與空氣的連接部分是加裝到高電壓一側這個事實，導致連接到所述系統的設備的可靠性降低。
此外，變換器依賴于裝置的參數，并且當比如裝置的功率變化時，變換器必須被替換。
在高電壓電纜測試的維護中，為了避免所使用的電壓影響常規的變換器，變換器必須先與新的部分斷開連接，這意味著操作將會影響服務的連續性。
當測試元件連接到測量變換器的次級線圈，所述的次級線圈在柵極通電時被短路或隔離，以保護變換器免受損壞，因此必然存在手工操作，這種手工操作將導致安裝了它們的組合裝置的可靠性降低。
發明內容
所倡導的系統被設想來解決上述的問題，該系統應能在電纜和某個裝置間建立連接，并在提供連接點處電流和電壓值的同時維持高水平的絕緣和屏蔽。
本發明的創新之處在于，用來測量電壓和電流的檢測器被直接集成到連接元件中，維持了裝置的安全性、可靠性和絕緣水平。
根據本發明，電流檢測器包含一個纏繞著線圈的磁性材料構成的環并且具有高變換比例來賦予它寬動態范圍，所述的電流檢測器被安裝在相應的固定底座或是高電壓連接部分的套管上。此外，所述的電流檢測器還包括一個電流限制器，該限制器包括一個半導體器件以在維護操作期間幫助斷開信號電纜的連接，而不需要將輸出短路。
根據本發明，它的電壓檢測器部分集成在可分離的連接器或是套管內，而不改變高電壓連接的任何特性。所述的電壓檢測器包括一個與金屬插頭相關聯的電阻，金屬插頭相當于用來提供保護、測量和控制的電路的電極，這樣電壓檢測器也包括一個電壓限制器，該限制器使得連接通電時也能執行維護任務，而不需要隔斷輸出。
至于用作信號檢測的電子電路，它包括一種對特定檢測信號的內部處理機制，保證組合裝置的運作條件正是為了達到系統的精確度規格所需要的條件。
上述的電子電路可以用適合處理低功率信號的保護繼電器形式實現，所以所述的繼電器，可以是單相的和/或三相的，能夠實現過電流、低電壓、過電壓、頻率和/或功率功能。
上述的電子電路還包括一個適合于處理低功率信號的測量和/或記錄裝置，該裝置無論如何都能包括放大功能，來提供類似常規變換器提供的標準化的電壓和電流輸出值。
該系統總體上可以僅作為一個電流檢測器工作，用于實現某種電子設備的保護、測量和/或控制功能；或者它也可以僅作為一個電壓檢測器工作，用于某種電子設備的保護、測量和/或控制功能。
為了補足所做的說明，也為了幫助更好的理解本發明的特性，根據一個優選實施方式的例子，給出一組附圖作為本說明書的一個組成部分，其中為了圖解的目的在無限制的意義下展示如下附圖圖1示出了可檢測電流和電壓的絕緣高電壓連接系統的一個具體應用的圖例，圖中一切都依照本發明中的對象示出；圖2示出了電流檢測器的電路原理圖；最后，圖3示出了電壓檢測器的電路原理圖。
具體實施例方式
正如在上述附圖中可見，本發明的系統要在一單根導線(1)和一個完整的絕緣系統(2)之間建立連接或聯合，所述系統包括一個電流檢測器(3)和一個電壓檢測器(4)，前者用于測量電流，后者用于測量電壓。
電流檢測器(3)包含一個纏繞著線圈的磁性材料構成的環并且具有高變換比例來賦予它寬動態范圍，所述的電流檢測器被安裝在絕緣套管(5)上或是在設備(2)連接的固定底座上，電流檢測器(3)還包括一個電流限制器(6)用于斷開相應的信號電纜(7)與用于信號檢測的電子設備(8)之間的連接；如圖2中示出的那樣，所述的限制器(6)以帶有雙向限制的半導體器件形式實現，它能夠通過開路中的變換器(10)吸收次級線圈(9)的功率。
就電壓檢測器來說，它被集成在與高電壓導體(1)連接的套管(12)中，電壓檢測器包括一個精密電阻(11)和埋入樹脂中的金屬插頭，所述的金屬插頭相當于由上述的電阻(11)和電子設備(8)的信號輸入端確定的電子電路的電極，并且連接在高電壓工作點和裝置的接地連接之間，因此接地電極起了散熱器的作用，來保證電阻的溫度保持在能維持其工作精度的限度內。
所述的電壓檢測器(4)還包括電壓限制器(13)，它由半導體器件構成，能在連接通電時完成系統維護功能而不需要隔斷輸出，就跟電流檢測器(3)中的電流限制器(6)的功能一樣。
電壓限制器(13)把檢測器輸出端獲取的最大電壓值維持在略高于額定值的水平上。
電流和電壓信號被用于提供保護、測量和/或控制的電子電路或設備(8)處理和加工，對后者(即電壓信號)需運用特定的輸入測量裝置來限制從檢測器到來的信號。對于電壓檢測器來說，這些測量設備具有很高的輸入阻抗，這是依靠內部絕緣變換器做到的，這些變換器有大量的線圈并工作在開路條件下；而對于電流檢測器而言，輸入測量設備的輸入阻抗接近于零，這是通過其內部工作在與次級線圈短路條件下的環形變換器做到。
上述電子電路(8)的主要功能中包括為電流和電壓功能充當保護繼電器，在柵極參量的終端實現直接測量，以及將輸入信號放大到與常規測量變換器信號值相似的標準值。
權利要求
1.用于高電壓的絕緣連接并具有電壓和電流檢測器的模塊化系統，該系統可用于提供從電纜到某設備的具有高水平保護的連接，同時提供相應連接點上的電流和電壓值，并維持安全性、可靠性和絕緣水平，其特征在于該系統包含了直接集成到單元連接元件中的電流和電壓檢測器，特別是安裝在連接部分的固定底座(2)上用于測量電流的電感性環形檢測器，具體地說，是被集成到前述連接設備的固定底座(2)上的絕緣套管(5)中的，同時電壓檢測器(4)包括一個集成在終端(12)中的電阻性探頭，其中終端(12)確定了可分離的連接器；系統提供了兩種檢測器到用于檢測信號的電子電路(8)的連接，其中電子電路(8)包含內部處理信號的裝置。
2.根據權利要求1中所述的，用于高電壓的絕緣連接并具有電壓和電流檢測器的模塊化系統，其特征在于用于檢測信號的電子電路(8)能由一個適于處理低功率信號的保護繼電器構成，或是由一個同樣適于處理低功率信號的測量裝置構成。
3.根據上述權利要求所述的，用于高電壓的絕緣連接并具有電壓和電流檢測器的模塊化系統，其特征在于電子電路(8)能包括放大功能來提供類似于常規變換器提供的標準化的電壓和電流輸出值。
全文摘要
本發明涉及的系統用于提供具有高水平保護的電纜連接并同時提供連接點上的電流和電壓值。該系統主要包括一個用于檢測電流的電感性環形檢測器(3)，一個用于檢測電壓的電阻性檢測器(4)，一個被屏蔽的連接器或終端(12)，電壓檢測器(4)被集成在其中，還包括一個待連接設備(2)上的絕緣套管(5)或是固定底座。檢測器(3和4)都包含一個電壓限制器，該電壓限制器同時提供實際連接點處電流和電壓值的小信號，并且維持安全性、可靠性和絕緣水平。相應的裝置或電子電路(8)與本系統一起使用來抓取和處理信號。
文檔編號G01R15/14GK1460182SQ02800972
公開日2003年12月3日 申請日期2002年3月21日 優先權日2001年3月30日
發明者賈維爾·奧瑪澤保奧瑟林 申請人:奧馬薩瓦爾集團股份有限公司