用于监控电气导体的装置和包括该装置的电气设备的制作方法

本发明涉及一种监控装置，用于布置在电气线路导体上并且包括：

-保护壳体，

-用于将所述壳体附连到线路导体上的机构，

-电子监控回路，和

-包括连接到所述电子回路的测量电极的电压测量传感器。

本发明还涉及一种电气设备，包括至少一条线路导体、布置在所述线路导体上的至少一个监控装置。

背景技术：

如图1所示是已知的用于中压或高压架空线路的线路监控装置的图表。该监控装置1包括壳体2，壳体2包括电子监控回路3和包括连接到所述电子回路的测量电极4的电压测量传感器。

电子回路3还包括连接到电流传感器5的输入。电流传感器一般包括电流互感器，电流互感器包括磁回路和连接到电子回路3的二次绕组。磁回路拟环绕线路导体形成初级导体。在图1所示的例子中，电子回路包括处理单元7，接收由连接到电压电极4和线路导体6的第一模拟-数字转换器8转换的电压信号。电流信号I也被单元7接收，且由连接到电流传感器5的第二模拟-数字转换器9转换。处理单元7还连接到存储器10，可选择地连接到通信天线11和/或远程显示装置12。处理单元分析电压信号V和/或电流信号I，以检测和/或指示电气故障的方向，计算功率或能量值和/或发送测量和处理值到远程通信装置13。

一般情况下，壳体2附接装置14固定到线路导体6上。

监控装置一般布置在中压或高压线路上，在三相线路上每相一个。电流检测是通过检测导体6周围的磁场来测量的，而电压检测和/或测量是通过用测量电极4检测导体与地球或地面之间的电场完成的。用于测量电场的电极4受导体6和地球的影响，以及在三相线路的情况下的其他导体的影响。在电压值的确定时，考虑到了相邻的线路的影响。电压测量电极4通常是独立的金属板，其连接到电子回路或电子回路3的印刷回路层的一部分。

由于监控装置的壳体2是在外部使用，它们暴露于气候条件中，特别是恶劣的天气。因此，在大雨的情况下，特别是在暴风雨或季风季节，壳体周围形成水膜15。如图2所示，这层水膜干扰了壳体和在壳体内的测量电极4周围的电场。因此电压测量受到干扰，在极端的情况下，电压测量或电压存在/不存在的检测不再可能。

此外，当电压检测与电流测量关联，电气故障的检测或验证可能是虚假的。由于严重的气象或气候条件，该装置可能因此遭受故障。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种允许电压测量对雨天不太敏感并对气候条件更普适的监控装置。

根据本发明，监控装置拟布置在电气线路导体上，且包括：

-保护壳体，

-用于将所述壳体附连到线路导体上的机构，

-电子监控回路，和

-包括连接到所述电子回路的测量电极的电压测量传感器，

并且包括围绕电压测量电极并在壳体的外部延伸的保护装置，以防止雨水完全覆盖电压测量电极和/或容纳所述电极的壳体，所述保护装置包括电屏蔽，用于稳定围绕电压测量电极的由于外部条件造成的电场变化。

优选地，电屏蔽通过保护装置的至少一部分金属涂层沉积。有利地，电屏蔽拟通过附接机构电连接到线路导体。

优选地，保护装置包括布置在保护壳体上的至少一个裙部，并且具有比壳体周边更长的外周边和比电压测量电极高度更高的高度。有利地，保护装置具有基本上圆形或截头圆锥形裙部的形状。根据变型，保护装置包括至少两个不同形状的裙部，在保护壳体的不同点处设置。

在特定的实施例中，保护装置包括：

-具有第一外周边和第一内周边的第一裙部，以便所述内周边位于电压测量电极地位置的上方，并且外周边位于所述电极地位置的下方，和

-第二裙部，其布置在第一裙部下方，并具有比第一裙部的周边更小的外周边。

有利地，保护装置包括至少一个肩部或台阶部以防止水回升到所述保护装置内。优选地，保护装置由至少两个拟装配在保护壳体周围的部件形成。

优选地，监控装置包括电流测量传感器，所述电流测量传感器包括磁回路和连接到处理回路的第二绕组，所述磁回路与用于将壳体附连到线路导体的机构相关联。

优选地，该装置包括连接到电子监控回路的处理单元的无线通信器件和/或视觉信号器件。

在根据本发明的包括至少一个线路导体和布置在所述线路导体上的至少一个监控装置的电气设备中，所述监控装置是如上述所定义的监控装置。优选地，电气装置包括至少一个无线通信装置，所述监控装置拟与所述通信装置进行通信。

附图说明

通过提供非限制的例子并在附图中说明，其他优点和特征将更清楚地从本发明的具体实施例的描述中得到，在附图中：

-图1和图2示出了根据现有技术的监控装置的图；

-图3和图4示出了根据本发明的实施例的保护装置布置在其中的监控装置的图；

-图5和图6示出了根据本发明的第一实施例和第二实施例的监控装置的图；

-图7、图8、图9和图10示出了用于根据本发明的监控装置的保护装置的视图；

-图11和图12示出了根据本发明的实施例的变型的监控装置的图；

-图13示出了具有固定机构的监控装置的图，根据本发明的实施例的保护装置可安装在该固定机构上；

-图14和图15示出了根据本发明的实施例的监控装置的图；

具体实施方式

可应用于本发明的装置的例子如图3和图4所示。监控装置1拟固定于线路导体6，并且包括防水壳体2、将所述壳体连接到线路导体6的机构5、电子监控回路3，和包括连接到电子回路3的测量电极4的电压测量传感器。

这样的装置在2015年1月20日提交的法国专利申请FR 15 50427中详细描述。此申请通过引用并入本文。另一个2014年9月26日的法国专利申请FR 14 59145描述了使用电极和电容连接的电压测量。

在图4中，由于大雨，水膜围绕壳体2。因此，当雨水增加时，水逐渐形成了关于电场的屏障，首先在顶面上，然后在侧面上。因此，三相网络情况下，该装置的电场传感器受相邻线路的影响较小。如果雨很大，膜可以形成包围传感器和它的底面的封闭的包封。电场传感器的性能特性因此受到它的周围环境的影响，在最坏的情况下变得无效。

在图5所示的实施例中，电子监控回路3还包括连接到电流传感器5的输入端。电流传感器一般包括电流互感器，电流互感器包括磁回路和连接到电子回路3的二次绕组。磁回路拟环绕线路导体6形成初级导体。电子回路包括处理单元7，接收由连接到电压电极4和线路导体6的第一模拟-数字转换器8转换的电压信号V。处理单元7也可接收由连接到电流传感器5的第二模拟-数字转换器9转换的电流信号I。监控装置还可包括具有天线11的无线通信装置和/或视觉信号装置如远程显示装置12，以及连接到电子监控回路3的处理单元7的存储器10。

处理单元分析电压信号V和/或电流信号I，以检测电气故障，计算功率或能量值和/或发送测量和处理值到远程通信装置13。该装置13可以例如是无线电继电器，其布置在柱或塔上，还支撑架空电气线路。

在图5中，根据本发明的实施例的监控装置包括围绕电压测量电极4并且在壳体2外部延伸的保护装置20，以防止雨水完全覆盖电压测量电极4和/或容纳所述电极的壳体2。所述保护装置20还包括电屏蔽，用于稳定，围绕电压测量电极4的、由于外部条件而造成的电场变化。优选地，通过电连接22将保护装置的屏蔽21连接到导体6的电势。

保护装置可适用于现有技术的监控装置。因此，在保留现有的机械元件的同时，电压传感器还能够感测在恶劣的天气或非常大的雨的情况下的电场。

保护装置可以以金属裙部的形式，围绕电场传感器、例如电极4所在的区域。这样，保护装置的裙部防止由水膜形成的伪法拉第笼(pseudo Faraday cage)闭合。

在这种情况下，裙部具有大于壳体周边的外周边23和大于电压测量电极高度的高度24。所述裙部优选地具有基本上圆形或截头圆锥形裙部的形状。

电屏蔽优选地通过保护装置的至少一部分的金属涂层配置。例如，金属涂层可以通过喷漆来实现。当雨水创造水膜，该屏蔽防止在壳体周围发生屏障效应。没有保护装置的屏蔽的情况下，下雨或不下雨，场线路将不同。因此，具有屏蔽或金属涂层的情况下，场线路在任何天气条件下保持相同。因此电压传感器位于电场稳定的环境中，无论是下雨与否。在图15中，在保护装置和它的金属屏蔽21上的雨层15一点也不改变，或非常轻微地改变，用于通过传感器测量电场的条件包括电极4。因此，测量更确定和更可靠。

在特定的实施例中，电屏蔽可以通过附接机构电连接到线路导体。在图6中，连接22将屏蔽21连接到附接机构14，以便电连接到线路导体6。这些连接致使电场测量的改善，并因此通过电容分压器效应(capacitive divider effect)改善电压测量。由于保护装置的裙部，电压传感器的另一输入连接到测量电极上，布置成保护其免受其周围环境的影响。

保护装置可包括若干不同形状布置在壳体的不同点上的裙部。在图6中，保护装置包括：

-第一裙部20，具有第一外周边23和第一内周边25，布置成使得所述内周边位于电压测量电极4位置的上方，并且外周边位于所述电极4位置的下方，和

-第二裙部26，布置在第一裙部20下方，并且具有比第一裙部20的周边更小的外周边27。

如图6所示，只有第一裙部被金属涂覆。

图7到10示出了包括两个拟装配在保护壳体周围的部件31的保护装置20。因此，裙部30可由两个相同的被截平的半锥31形成，其设有用于装配的夹子32，销33和突起34。

保护装置包括至少一个肩部或台阶部36，以防止水在所述保护装置内上升。在图10中所述肩部优选地至少在面对壳体2的内表面上。例如，截头圆截头圆锥形状的几个台阶部可以防止由于在大雨中在风的作用下的毛细作用的水上升。如图11所示是具有这样的裙部的监控装置。

图12示出了具有第一裙部20和第二裙部26的变型。这些其他实施例可以有不同的裙部张开角度、高度、或周边，或者不同数量的裙部。裙部的形状也是有条件的，以限制它们暴露在被风抓住的条件下。

图13示出了在保护装置被布置到位之前的监控装置。它包括电连接元件37，如金属板，使电压传感器设置为导体电缆6的电势。元件37与包括固定颌部38的机构14相联。

可选地，监控装置包括电流测量传感器5，所述电流测量传感器包括磁回路和连接到处理回路的第二绕组，所述磁回路可与用于将壳体附连到线路导体的机构相关联。因此，附接机构14与电流传感器相关联，并具有用于电压测量的电压插座连接。图14和图15示出了安装有金属涂层保护裙部20和电气连接元件37的监控装置。

电气设备，例如中压或高压配电网，包括至少一个线路导体6、布置在所述线路导体6上的至少一个监控装置1，以及可选地，与所述监控装置进行通信的无线通信装置13。根据本发明的实施例，监控装置是包括如上所述的拟与所述通信装置进行通信的保护装置的监控装置。

上述监控装置特别适用于中压或高压网络，虽然它也可以用于非常高或低的电压网络。