闭合件的制作方法
【专利说明】闭合件
[0001]本发明涉及闭合件，该闭合件可围绕电力传输导体组件布置，例如围绕中压或高压电力网络的电力电缆布置。
[0002]电力网络的操作者利用用于测量其网络的导体组件(例如，电力电缆或汇流条)上的电压的传感器来监测其网络的状态。此类导体组件通常具有电力传输内导体。在一些导体组件例如电缆中，内导体被绝缘层围绕。绝缘层可被屏蔽层和外部电缆护套围绕。在其他组件中，至少在导体组件的一定长度上，不存在绝缘层并且导体为暴露的。
[0003]为了应用电压传感器，导体组件的外层可需要在该组件的纵向(S卩，轴向)区段上被移除(剥离)。为了保护剥离区段，可将闭合件施用到剥离区段上。
[0004]为了测量内导体的电压，一些传感器使用电容感测原理，其中导体形成感测电容器的第一电容器电极，传感器的导电元件形成第二电容器电极，并且布置在第一电极和第二电极之间的绝缘层形成感测电容器的电介质。因此形成的感测电容器与另一个电容器串联电连接，使得两个电容器形成电容分压器，该电容分压器提供指示导体电压的电压信号。传感器的元件可被布置在保护性闭合件中。
[0005]电压传感器的特定类型在德国专利申请DE 3702735 Al中有所描述，其中感测电容器由中压或高压电缆的导体的绝缘件的一部分组成。
[0006]用于高架电线的电容式电压传感器示于美国专利4，963，819中。描述于该公开中的设备具有内部电极和安装在内部电极上以提供电容器的电介质的固体电绝缘材料；与内部电极基本上同轴并且安装在绝缘材料的外表面的一部分上的外部圆柱形电极。电容器可包封在接地外壳中。
[0007]用于现有导体组件的传感器应适配成使得内导体和第二电容器电极之间的绝缘层不包括空隙或间隙，例如，气泡或气阱。此类空隙可导致局部放电并且最终导致传感器和导体组件的失效。美国专利4，963，819提出电容器的高压导体和绝缘材料之间的可适形导电材料层以最小化空隙的发生率。
[0008]希望进一步地降低空隙风险，以便增加传感器的可靠性并且降低包括此类传感器的导体组件的失效风险。还希望提供以下传感器，该传感器可用于具有不同外部尺寸或横截面的导体组件上。
[0009]本公开试图解决此类问题。其提供了用于接收导体组件的一部分的闭合件，所述导体组件包括限定轴向方向和径向方向的导体，所述闭合件包括可围绕导体组件闭合的外壳、以及第一电极组件，其中所述第一电极组件包括
[0010]a)能够相对于外壳移动的可移动部分，所述可移动部分包括用于机械接触所述导体组件的接触表面，以及
[0011 ] b)可操作为感测电容器的第一电容器电极的第一导电感测电极，所述感测电容器包括作为第二电容器电极的导体或导体延伸部以及在外壳围绕导体组件闭合时布置在导体和第一感测电极之间作为电介质的电绝缘层，其特征在于所述闭合件还包括布置在外壳和第一电极组件之间的推压装置，所述推压装置适于在外壳围绕导体组件闭合时相对于外壳朝导体组件推压第一电极组件的可移动部分，以用于在接触表面和导体组件的外表面之间建立机械表面接触。
[0012]根据本公开的闭合件通过提供推压装置来降低在导体组件和第一电极组件之间具有空隙或气阱的风险，所述推压装置可相对于外壳移动第一电极组件并且朝导体组件推压第一电极组件。这保持电极组件与导体组件的紧密机械接触，与导体组件、电极组件、夕卜壳的尺寸的机械公差无关，并且与因热膨胀产生的机械变化或闭合件的外壳的较小变形无关。朝导体组件推压第一电极组件的推压装置还允许同一闭合件接收具有不同外部尺寸或横截面的导体组件，并且还降低空隙或气阱的风险。
[0013]闭合件适于接收导体组件的轴向区段，即，纵向部分。闭合件可因此包括用于接收导体组件的一部分的插孔或镗孔。根据本公开的闭合件可适于围绕导体组件的一部分布置，该闭合件位于导体组件的末端部分处(例如，电缆端部处)、或者位于导体组件的中间部分处(例如，在电缆的远离电缆的末端部分的部分中)。在后一情况下，有利的是外壳包括两个或更多个壳体，所述两个或更多个壳体可围绕导体组件彼此接合以闭合闭合件。
[0014]—般来讲，导体组件的导体限定轴向方向和与其垂直的径向方向。在导体的每个点处，轴向方向为导体纵向延伸的方向，即，沿导体的纵向方向或中心轴线的方向。在导体的每个点处，径向方向为该点处垂直于轴向方向的方向，例如，从导体的中心线径向向外的方向。
[0015]导体组件可为类似于例如国家电网的电力网络的导体组件。导体组件可为中压或高压导体组件。
[0016]导体可为导体组件的电力传输导体。导体可为纵向导体，即，纵向延伸的导体。轴向方向则可由导体纵向延伸的方向限定，而径向方向与其垂直。
[0017]包括纵向电力传输导体的电力网络的中压或高压导体组件的实例为中压或高压电力电缆。
[0018]—般来讲，导体组件可为电缆。其可为电力网络的中压或高压电力电缆，即，其可适于将电能从电力发电机传送到例如家庭或企业。中压或高压电力电缆适于在大于10米的距离并且以大于50安培的电流水平传送电能。电缆具有用于传送电能的纵向电力传输导体。其可具有围绕导体同心地布置的绝缘层。其还可具有布置在此类绝缘层上的导电层或半导电层。其可具有屏蔽层和/或绝缘电缆护套。电缆护套可形成电缆的外表面，即，径向外表面。可对电缆进行准备，例如，剥离，使得在电缆的第一轴向区段中，电缆的外表面为绝缘层的外表面。可对电缆进行准备，例如，剥离，以使得在电缆的第二轴向区段中，电缆的外表面为导电层或半导电层的外表面。
[0019]另选地，导体组件可为汇流条。其可为电力网络的中压或高压汇流条。汇流条可适于在电力网络的设备内以大于50安培的电流水平传送电能。汇流条具有用于传送电能的纵向电力传输导体。导体可为固体。汇流条和/或导体的轴向区段可具有矩形或圆形横截面。汇流条和/或导体的轴向区段可为暴露的，即，其可不具有绝缘层和护套。在这种情况下，在该轴向区段中，汇流条的外表面可为导体的外表面。
[0020]根据本发明的闭合件的外壳可被闭合，即，其为可闭合的。其可为围绕导体组件可闭合的。当外壳围绕导体组件闭合时，导体组件的轴向区段由此在所有侧均受到闭合件或闭合件的外壳的保护，除了在导体组件进入和离开外壳的情况下。外壳可为可手动闭合的。
[0021]根据本发明的闭合件的外壳可适于重新闭合。换句话讲，外壳可适于在围绕导体组件闭合之后打开并且此后围绕导体组件再次闭合。安装之后可再次打开和闭合的外壳可允许检查闭合件和导体组件的内部，而不必在检查之后更换闭合件。
[0022]闭合件的外壳可包括两个、三个、四个或更多个壳体，所述壳体可彼此接合以用于围绕导体组件闭合外壳。换句话讲，壳体可将导体组件的轴向区段接收在它们之间，使得导体组件的轴向区段在外壳闭合时在所有侧均受到壳体的保护。为了闭合外壳，壳体或一些壳体可彼此接合。在某些实施例中，闭合件的外壳包括两个壳体，所述两个壳体可彼此接合以形成外壳。这两个壳体则可称为半壳。外壳可包括两个半壳，所述两个半壳可彼此接合以用于围绕导体组件来闭合外壳。一般来讲，包括壳体的外壳是有利的，因为其可允许在外壳通过使壳体彼此接合而闭合之前特别容易地进入外壳内部。一般来讲，包括两个或更多个可接合壳体的闭合件外壳可用于导体组件的未切割区段上，因为外壳可通过使壳体彼此接合而围绕导体组件闭合。相比之下，不具有壳体的一体式外壳仅可用于闭合到切割电缆的端部，即，闭合到电缆端部，因为其需要被推压到电缆端部上。
[0023]壳体可具有铰链部分。当外壳打开时，壳体可彼此分开，或者它们可在其各自的铰链部分处例如通过铰链(例如，通过活动铰链)彼此连接。壳体可具有锁定部分。锁定装置(诸如，闩锁、扣件、夹具、锁杆、螺栓)可布置在锁定部分处。为了闭合外壳，壳体可通过使一个壳体的锁定装置与另一壳体的对应锁定装置接合来在其锁定部分处彼此接合。
[0024]根据本发明的闭合件的外壳可由聚合物材料制成。聚合物材料可包括例如聚碳酸酯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)、或聚丙烯。闭合件的外壳可为导电的或电绝缘的。非导电、绝缘外壳可有利地用于汇流条上，因为其有助于避免汇流条和外壳之间的放电。导电外壳可有利地用于电磁屏蔽。另外，导电外壳可为电接地的，使得其可安全地接触。
[0025]—般来讲，根据本发明的闭合件可包括导电屏蔽元件，例如，导电屏蔽层，所述导电屏蔽元件适于在外壳围绕导体组件闭合时包封导体的至少一部分和第一感测电极，以用于在第一感测电极与闭合件或屏蔽元件的外部之间提供电磁屏蔽。当闭合件打开时，屏蔽元件可不包封导体的至少一部分和第一感测电极。屏蔽元件可为电接地的。一般来讲，屏蔽元件可保护第一感测电极并且潜在性地保护第二感测电极免受由屏蔽元件形成的包封件的外部或闭合件的外部的电磁场的一些影响。这可通过第一感测电极来增加电压感测的精确性。
[0026]根据本公开的闭合件的外壳可成形例如以形成一个、两个或更多个裙边，以用于在外壳围绕导体组件闭合时减少外壳的外表面上的漏电电流。漏电电流可例如基于接地电势在导体和闭合件的元件之间流动。裙边可由外壳的外表面形成，或者可单独形成并且装配在外壳上。一个或多个裙边可减少杂散电流并且因此使得闭合件更适用于高压应用。裙边可使得闭合件适于邻近导体组件的端部(例如，邻近绝缘电缆的端部)来使用、和/或与电缆端子或电缆插头结合使用。根据本公开的闭合件可为电缆端子。此类闭合件可具有裙边、多个裙边或根本不具有裙边。
[0027]—般来讲，当外壳闭合时，根据本发明的闭合件的第一电极组件可布置在外壳的内部。另选地，当外壳闭合时，其可布置在外壳的外部。布置在外壳内部具有以下优点:夕卜壳可保护第一电极组件免受环境影响。
[0028]根据本发明的闭合件的第一电极组件包括能够相对于外壳移动的可移动部分。第一电极组件的可移动部分的至少一部分可围绕导体组件适形。在本公开的上下文中，可适形部分是指以下部分，所述部分在利用较小力朝导体组件推压时在其表面的第一区域处与硬导体组件机械接触，并且在利用较大力朝导体组件推压时在其表面的第二区域处与硬导体组件机械接触，第二区域包括第一区域并且显著大于第一区域。较大力可为由推压装置对第一电极组件施加的力。一般来讲，第一电极组件的可移动部分的至少一部分(该部分包括接触表面)可围绕导体组件适形。可适形的可移动部分可在可移动部分的接触表面和导体组件之间提供较好(即，较紧密)的表面接触。
[0029]在某些实施例中，第一电极组件可由第一感测电极组成。这意味着第一感测电极为第一电极组件的唯一部件。该闭合件的此类实施例尤其可用于接收绝缘导体组件(例如，绝缘电缆)的一部分。第一电极组件的可移动部分则可为第一感测电极的可移动部分。可移动部分的接触表面则可为第一感测电极的暴露表面。可适形部件可为第一感测电极的一部分或整个第一感测电极。第一感测电极可例如包括可因薄型而适形的金属化箔或金属箔。当通过推压装置抵靠导体组件的外表面进行推压时，箔可以较大区域接触导体组件，使得在第一电极组件和导体组件之间建立机械表面接触。第一感测电极的可移动部分的可适形部分的另一个实例为导电乳香块或导电硅氧烷层。此类材料可在通常使用闭合件的温度(例如，室外温度)下为柔软的和可适形的，使得当推压装置朝导体组件推压第一电极组件时，它们可围绕导体组件适形，从而例如在第一感测电极和导体组件之间提供良好的表面接触。一般来讲，第一电极组件的可适形部分可在第一电极组件和导体组件之间提供较好的(即，较紧密的)和/或较大的表面接触。较好的表面接触进一步降低在第一电极组件和导体组件之间形成气阱的风险，从而进一步降低局部放电和损坏的风险。
[0030]另外，就包括裸露的、暴露的导体的导体组件以及包括可操作为电介质的闭合件而言，可为有利的是使第一电极组件的可移动部分的一部分可围绕导体适形，因为这样可提供较好的表面接触并且由此降低气阱和局部放电的风险。根据本公开的某些闭合件可因此具有包括绝缘层的第一电极组件，所述绝缘层包括接触表面。在此类闭合件中，绝缘层可具有可围绕导体组件适形的部分。具体地讲，该可适形部分可为包括第一电极组件的接触表面的部分。绝缘层的此类可适形部分可包括例如电绝缘乳香、电绝缘泡沫、或电绝缘娃氧烷。
[0031]根据本公开的闭合件包括布置在外壳和第一电极组件之间的推压装置。当外壳围绕导体组件闭合时，推压装置可布置在外壳内部。推压装置可适于在外壳闭合时朝导体组件推压第一电极组件的可移动部分或整个第一电极组件，使得可在第一电极组件和导体组件之间建立机械表面接触。
[0032]推压装置可从闭合件的外部例如通过旋转螺纹元件来致动。推压装置可在闭合件的外壳闭合之后致动，使得在致动推压装置之前，第一电极组件的可移动部分未朝导体组件推压，并且使得在致动推压装置之后，第一电极组件的可移动部分相对于外壳朝导体组件推压以建立机械表面接触。另选地，或除此之外，推压装置可为弹性的或包括弹性材料、泡沫、凝胶、弹性机械元件或弹簧。弹性推压装置或包括弹性元件的推压装置为有利的，因为其可通过围绕导体组件闭合外壳来致动。在具有此类推压装置的闭合件中，可通过闭合外壳来压缩推压装置。由于弹性，推压装置趋于恢复其未压缩形状，并且由此可朝导体组件推压第一电极组件的可移动部分。
[0033]在某些实施例中，推压装置为泡沫或泡沫材料片。此类泡沫可包括例如聚氨酯或聚乙烯。泡沫可提供克服环境影响的弹性和阻力，同时具有低密度并