導體組件的制作方法
【專利說明】導體組件
[0001]本發明涉及配備有感測電極的用于電力網的導體組件，諸如線纜。本發明還涉及包括此類導體組件的高壓或中壓電力線纜，并且涉及包括此類電力線纜的電力網。
[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和各個線纜上監測所述電力網的狀態。在英國專利GB 1058890中描述了用于高壓和中壓電力線纜的電壓傳感器的實例，其中線纜的絕緣導體和場感測探針電極由保護電極環繞，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 A1中，用于線纜的電壓測量裝置包括電容式分壓器。作為電容器中的一種，高壓電容器是通過隔離線纜的中心導體與包封所述中心導體的導電層而形成的。測量電容器位于所述線纜的導電層和屏蔽網之間。
[0004]日本公布的專利申請JP 60256068 A2涉及測量高壓電力線纜的充電電壓。所述專利申請提出了剝除電力線纜的屏蔽電極的一部分以暴露出絕緣體。導電構件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]電壓傳感器的某些電容式分壓器，例如在線纜上的傳感器，包括感測電容器，其由作為第一電極的線纜的導體、作為電介質的線纜的絕緣層以及作為第二電極或“感測電極”的絕緣層上的導電元件形成。在某些電容式分壓器中，感測電極置于線纜的絕緣層上。絕緣層的材料和結構與感測電極的材料和結構需要彼此相容，以便獲得傳感器的長期穩定性。某些電極材料可以不與某些絕緣材料長期相容。增塑劑可以例如，從絕緣層迀移進入聚合物電極材料中并隨時間推移降解。在其它情形下，絕緣層可具有結構化表面，使得當剛性電極被布置在絕緣層上時，在它們之間存在氣阱，當線纜變熱時，氣阱可生長，并且當線纜冷卻下來時，氣阱可收縮，使得長期電極可以被損壞。在其它情形下，感測電極可以是粘接性地附連到絕緣層的導電的、自粘箔。粘合劑可以不與絕緣層的材料相容，使得從長遠來看粘合消失并且電極可移動，或粘合劑的化學組分迀移進入絕緣層中并改變其化學特性、機械特性，并且因此改變電特性。
[0006]當投入使用時，電壓傳感器被正常校準。如上所述，絕緣層或感測電極或兩者的長期降解影響可導致感測電極或絕緣層的電特性的改變，并且因此隨時間推移可影響感測電容器的電特性。換句話講，在初始校準期間，感測電容器的電特性可逐漸越來越逐漸偏離其特性。隨時間推移，這可導致降低傳感器的測量精確度，并且越來越不正確感測線纜導體的電壓。因為傳感器不再是可訪問的，所以重新校準可以是要么困難的，要么過于勞動密集且昂貴。本發明用于解決此類問題。
[0007]本發明提供用于電力網的導體組件，該導體組件包括
[0008]-內導體，其限定徑向和軸向，
[0009]-絕緣層，其至少圍繞內導體的軸向截面布置，和
[0010]-感測電極，其在絕緣層的外面徑向布置，并且用作電容式電壓傳感器的感測電容器的第一電極，在感測電容器中，內導體用作第二電極，導體組件的特征在于還包括
[0011]-電絕緣間隔元件，其在絕緣層和感測電極之間徑向布置。
[0012]間隔元件在絕緣層和感測電極之間徑向布置，所述感測電極被用作感測電容器的第一電極，即感測電極。間隔元件的提供允許在分別用于感測電極和用于絕緣層的材料的選擇上更靈活。可以選擇間隔元件，使得材料可以分別用于感測電極和絕緣層，所述感測電極和絕緣層彼此不相容，但均與間隔元件的材料相容。因此，適當選擇的間隔元件可減少絕緣層或感測電極的降解，并且從而使感測電容器變得隨時間推移更穩定。這可導致電壓傳感器的較高的長期精確度，并且使電壓傳感器的重新校準淘汰。
[0013]作為另外的有益效果，可以選擇間隔元件的幾何形狀和/或其電特性，使得感測電容器的電容落在期望范圍內，以便電容式電壓傳感器的電壓信號在線纜導體的給定電壓的期望范圍內。
[0014]—般來講，根據本發明的導體組件可以適用于在電力網中傳送電力，例如，用于在電力網或國家電網中的電力分配。其可以適用于在50安培或更高的電流水平下和10千伏(kV)或更高的電壓下傳送電力。內導體可以適用于傳送電力。
[0015]根據本發明的導體組件的絕緣層至少圍繞內導體的軸向截面布置。絕緣層可以至少同心地圍繞內導體的軸向截面布置。絕緣層可以被布置在內導體上，換句話講，其可以在內導體的外面徑向布置并且與內導體直接機械接觸。另選地，中間層可以在內導體和絕緣層或絕緣層的部分之間徑向布置。在這種情況下，絕緣層可以說是圍繞內導體布置。在這種情況下，其不被布置在內導體上。中間層可以是例如可適形的導電層。此類中間層幫助避免在內導體和絕緣層之間的氣隙或氣阱。這繼而減少電氣部分放電和后續對導體組件損壞的風險。
[0016]感測電極用作感測電容器的第一電極，在感測電容器中，內導體用作第二電極。電連接到導體組件的內導體的導電元件即“導體延伸”可以用作第二電極。導體組件的絕緣層或絕緣層的至少一部分可以用作感測電容器的電介質。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。感測電容器可具有多個電介質。導體組件的間隔元件的至少一部分可以用作感測電容器另外的電介質。一般來講，感測電容器可以是電壓傳感器的感測電容器。電壓傳感器可以包括在導體組件中。電壓傳感器可以適用于感測內導體例如相對于電接地或相對于另一個電勢的電壓。一般來講，電壓傳感器可以是電容式電壓傳感器。
[0017]電壓傳感器可以是電容式分壓傳感器，其包括第一分壓電容器和第二分壓電容器。第一分壓電容器和第二分壓電容器可以串聯電連接。感測電容器可以是第一分壓電容器。
[0018]在本發明的某些實施例中，導體組件的內導體可包括高壓或中壓電力線纜的內導體的至少一部分。在某些實施例中，導體組件的絕緣層可包括高壓或中壓電力線纜的絕緣層的至少一部分。在某些實施例中，導體組件的內導體可包括高壓或中壓電力線纜的內導體的至少一部分，并且導體組件的絕緣層可包括高壓或中壓電力線纜的絕緣層的至少一部分。絕緣高壓或中壓電力線纜可以是成本低、容易獲得的裝置，以制造具有電壓感測功能的導體組件。
[0019]—般來講，間隔元件可以布置在絕緣層上，換句話講，其可以在絕緣層的外面徑向布置并且與絕緣層直接機械接觸。在絕緣層上的布置消除了中間層的電影響。例如，期望知道形成感測電容器的電介質的一種或多種材料即在感測電極和內導體之間布置的材料的電介質特性。此類特性的知識可有利于電壓傳感器的校準。在絕緣層上間隔元件的布置可避免引入由附加層引起的不確定性，并且從而可能增加電壓感測的精確度。另外，該布置可引起導體組件具有較小的外徑。
[0020]一般來講，感測電極可以是或其可包括導電材料或半導電材料的片或貼片或層。感測電極可