導體組件的制作方法
【專利說明】導體組件
[0001]本發明涉及導體組件，諸如用于在電網中電力傳輸的纜線，所述纜線配備有電容式電壓傳感器。本發明還涉及包括此類導體組件的纜線，并且涉及包括此類纜線的電網。
[0002]電力網的操作者使用電壓和電流傳感器在所述傳感器的安裝位置和各個纜線上監測所述電力網的狀態。在英國專利GB1058890中描述了一種用于高壓和中壓電力纜線的電壓傳感器的例子，其中纜線的絕緣導體和場感測探針電極由保護電極圍繞，并且其中保護電極和探針電極連接到高增益放大器的輸入端子。
[0003]在德國專利申請DE 3702735 Al中，用于纜線的電壓測量設備包括電容分壓器。作為電容器中的一種，高壓電容器是使纜線的中心導體與包封所述中心導體的導電層絕緣而形成的。測量電容器位于所述纜線的導電層和屏蔽網之間。
[0004]日本公布的專利申請JP 60256068 A2涉及測量高壓電力纜線的充電電壓。所述專利申請提出了剝除電力纜線的屏蔽電極的一部分以暴露出絕緣體。導電或半導電構件部分地纏繞在絕緣體的外周邊表面上以形成懸浮電極。引線嵌入到所述電極中并連接至所述電極。
[0005]某些感測電極可能難以電接觸。然而，為了精確電壓感測，需要到感測電極的良好的電連接。提供容易且成本有效以進行組裝的導體組件看起來是可取的。本發明尋求處理此類問題。
[0006]本發明提供了用于電網的導體組件，該導體組件包括
[0007]-限定軸向方向和徑向方向的內導體，
[0008]-同心地布置在所述內導體的至少軸向截面周圍的絕緣層，以及
[0009]-感測電極，所述感測電極布置在所述絕緣層的徑向外側，并且可作為電壓傳感器的感測電容器的第一電極操作，
[0010]其特征在于所述導體組件還包括
[0011]-電壓拾取元件，所述電壓拾取元件包括導電第一主表面和相對的導電第二主表面，所述第一主表面與所述感測電極表面接觸，以及
[0012]-電極線，所述電極線與所述電壓拾取元件電接觸和機械接觸，用于將所述電壓拾取元件與被設置遠離所述感測電極的電氣部件或電子部件電連接。
[0013]所述電壓拾取元件包括導電主表面，所述導電主表面與所述感測電極處于延伸的表面接觸。
[0014]延伸的表面接觸提供了在所述電壓拾取元件和所述感測電極之間進行電接觸的大量的點。這可以減少跨所述感測電極和所述電壓拾取元件之間接口的電阻損耗和/或電壓降。所述電壓拾取元件的主表面可以提供大量的甚至帶有感測電極的接觸點，所述感測電極是不規則形狀的或具有結構化表面。
[0015]通常線被用于將感測電極的電壓信號傳導到遠離感測電極的位置。某些感測電極可能不適用于固定或附接線到所述感測電極，例如，因為它們太薄、太易碎，或者它們的材料與焊接或熔接不兼容。電壓拾取元件可以構成在線和此類感測電極之間的合適接口。可以選擇電壓拾取元件，使得線可以例如通過焊接、熔接或以粘接方式被固定或附接到電壓拾取元件。然后，與感測電極處于延伸的表面接觸的電壓拾取元件的第一主表面可以提供在線和感測電極之間的電接觸。
[0016]電壓拾取元件的存在可以使將電極線附接或固定到感測電極廢棄。這可以節省時間，并且因此可以使導體組件的制造更容易且更成本有效。
[0017]—般來說，根據本發明，導體組件可以適用于在電網中承載電力，例如，用于在國家電網中分配電力。導體組件可以適用于以50安培或更高的電流電平和以10千伏特(kV)或更高的電壓承載電力。例如，導體組件可以包括中壓纜線或高壓纜線或此類纜線的一部分。
[0018]內導體可以是伸長的導體。它的長延伸限定軸向方向。通過垂直于軸向方向限定徑向方向。內導體可以具有圓形、橢圓、矩形或不規則橫截面。絕緣層可以被布置在內導體的周圍，例如，同心地布置在至少內導體的軸向截面中。絕緣層可以被布置在內導體上，即，在內導體徑向外表面上。另選地，中間層可以被布置在內導體和絕緣層之間。在這種情況下，可以說絕緣層被布置在內導體周圍，但不在內導體上。
[0019]感測電極被布置在絕緣層的徑向外側。這包括感測電極被布置在絕緣層上即在絕緣層的徑向外表面上的情況。這還包括感測電極被布置在絕緣層周圍例如延伸絕緣層的整個周長的情況。這還包括中間層或中間元件被布置在感測電極和絕緣層之間的情況。
[0020]感測電極可作為電壓傳感器的感測電容器的第一電極操作。電壓傳感器可以是用于感測內導體例如相對于電接地或相對于一些其他電勢的電壓的電壓傳感器。電壓傳感器可以是電容式電壓傳感器。在這種情況下，電壓傳感器可以包括電容分壓器。此類電容分壓器可以包括彼此電連接的第一分壓電容器和第二分壓電容器。感測電容器可以作為第一分壓電容器操作。
[0021]感測電容器可以包括第一電極、第二電極和電介質。導體組件的感測電極可作為感測電容器的第一電極操作。
[0022]導體組件的內導體可作為感測電容器的第二電極操作。另選地，電連接到導體組件的內導體的導電元件，即，“導體延伸”，可作為感測電容器的第二電極操作。
[0023]絕緣層被徑向布置在內導體和感測電極之間。導體組件的絕緣層或絕緣層的一部分可作為感測電容器的電介質操作。更廣義地，感測電容器的電介質可以包括導體組件的絕緣層的一部分。感測電容器可包括可作為感測電容器的電介質操作的另外的元件，例如，導體組件的另外的層。因此，電介質可以包括不只絕緣層或絕緣層的一部分。
[0024]一般來說，感測電極可以包括一塊導電或半導電材料。感測電極和/或該塊導電或半導電材料可以是電絕緣的，即，與導體組件的其他元件例如與內導體和/或者與屏蔽層是電絕緣的。除了用于使感測電極的信號在遠離感測電極的位置處可用的電連接以外，感測電極或該塊(半)導電材料可以是電絕緣的，即，與導體組件的其他元件是電絕緣的。
[0025]在本發明的具體實施例中，導體組件的內導體可以包括中壓或高壓電力纜線的內導體。導體組件的絕緣層可以包括絕緣高壓或中壓電力纜線的絕緣層。絕緣高壓或中壓電力纜線可以是成本有效、容易獲得的裝置以制造具有電壓感測功能的導體組件。相反地，此類導體組件可以提供電力纜線的內導體的高精度電壓感測，因為此類導體組件使用電力纜線的現有元件，所以此類導體組件可以是成本有效的。
[0026]為了感測內導體的電壓，感測電極可以電連接到其他電氣部件或電子部件，使得例如感測電極的電壓信號對于用于感測內導體的電壓的那些其他電氣部件或電子部件是可取的。電壓拾取元件拾取來自感測電極的電壓信號。電極線與感測電極電接觸和機械接觸。電極線可用被用于將來自電壓拾取元件的電壓信號傳輸到那些其他部件。
[0027]電壓拾取元件具有兩個相對的導電主表面。主表面可彼此平行。在與第一主表面垂直的方向上電壓拾取元件的延伸相對于在與第一主表面平行的方向上電壓拾取元件的延伸可以是較小的。換句話說，電壓拾取元件可以是薄的。例如，電壓拾取元件可包括膜或箔。電壓拾取元件可由膜或箔組成。
[0028]電壓拾取元件的兩個主表面是導電的。從而，電壓拾取元件可以允許建立與感測電極的緊密電接觸，并且為電極線的附接提供主表面。第一主表面和導電第二主表面可以彼此電連接。這可以使由電壓拾取元件拾取的電壓信號在第二主表面上是可用的。從而，第二主表面可以被用于導電元件的附接，例如，可以將電壓信號傳輸到遠程位置的電極線的附接。
[0029]電壓拾取元件可具有導電主體部分。該主體部分可以被布置在第一主表面和第二主表面之間。一般來說，電壓拾取元件的主表面可以通過導電主體部分彼此電連接。一般來說，電壓拾取元件可以是完全導電的，并且具有兩個相對的主表面。此類電壓拾取元件可以是特別成本有效的且堅固的。
[0030]另選地，電壓拾取元件可以具有電絕緣主體部分。該絕緣主體部分可以被布置在第一主表面和第二主表面之間。可以通過布置在非導電主體部分上的導電涂層或導電層形成第一主表面和/或第二主表面。如果在導電主表面之間的主體部分是電絕緣的，則第二主表面與第一主表面可以不是電連接的。與第一主表面電絕緣的第二主