导体组件的制作方法
【专利说明】导体组件
[0001]本发明涉及导体组件，诸如用于在电网中电力传输的缆线，所述缆线配备有电容式电压传感器。本发明还涉及包括此类导体组件的缆线，并且涉及包括此类缆线的电网。
[0002]电力网的操作者使用电压和电流传感器在所述传感器的安装位置和各个缆线上监测所述电力网的状态。在英国专利GB1058890中描述了一种用于高压和中压电力缆线的电压传感器的例子，其中缆线的绝缘导体和场感测探针电极由保护电极围绕，并且其中保护电极和探针电极连接到高增益放大器的输入端子。
[0003]在德国专利申请DE 3702735 Al中，用于缆线的电压测量设备包括电容分压器。作为电容器中的一种，高压电容器是使缆线的中心导体与包封所述中心导体的导电层绝缘而形成的。测量电容器位于所述缆线的导电层和屏蔽网之间。
[0004]日本公布的专利申请JP 60256068 A2涉及测量高压电力缆线的充电电压。所述专利申请提出了剥除电力缆线的屏蔽电极的一部分以暴露出绝缘体。导电或半导电构件部分地缠绕在绝缘体的外周边表面上以形成悬浮电极。引线嵌入到所述电极中并连接至所述电极。
[0005]某些感测电极可能难以电接触。然而，为了精确电压感测，需要到感测电极的良好的电连接。提供容易且成本有效以进行组装的导体组件看起来是可取的。本发明寻求处理此类问题。
[0006]本发明提供了用于电网的导体组件，该导体组件包括
[0007]-限定轴向方向和径向方向的内导体，
[0008]-同心地布置在所述内导体的至少轴向截面周围的绝缘层，以及
[0009]-感测电极，所述感测电极布置在所述绝缘层的径向外侧，并且可作为电压传感器的感测电容器的第一电极操作，
[0010]其特征在于所述导体组件还包括
[0011]-电压拾取元件，所述电压拾取元件包括导电第一主表面和相对的导电第二主表面，所述第一主表面与所述感测电极表面接触，以及
[0012]-电极线，所述电极线与所述电压拾取元件电接触和机械接触，用于将所述电压拾取元件与被设置远离所述感测电极的电气部件或电子部件电连接。
[0013]所述电压拾取元件包括导电主表面，所述导电主表面与所述感测电极处于延伸的表面接触。
[0014]延伸的表面接触提供了在所述电压拾取元件和所述感测电极之间进行电接触的大量的点。这可以减少跨所述感测电极和所述电压拾取元件之间接口的电阻损耗和/或电压降。所述电压拾取元件的主表面可以提供大量的甚至带有感测电极的接触点，所述感测电极是不规则形状的或具有结构化表面。
[0015]通常线被用于将感测电极的电压信号传导到远离感测电极的位置。某些感测电极可能不适用于固定或附接线到所述感测电极，例如，因为它们太薄、太易碎，或者它们的材料与焊接或熔接不兼容。电压拾取元件可以构成在线和此类感测电极之间的合适接口。可以选择电压拾取元件，使得线可以例如通过焊接、熔接或以粘接方式被固定或附接到电压拾取元件。然后，与感测电极处于延伸的表面接触的电压拾取元件的第一主表面可以提供在线和感测电极之间的电接触。
[0016]电压拾取元件的存在可以使将电极线附接或固定到感测电极废弃。这可以节省时间，并且因此可以使导体组件的制造更容易且更成本有效。
[0017]—般来说，根据本发明，导体组件可以适用于在电网中承载电力，例如，用于在国家电网中分配电力。导体组件可以适用于以50安培或更高的电流电平和以10千伏特(kV)或更高的电压承载电力。例如，导体组件可以包括中压缆线或高压缆线或此类缆线的一部分。
[0018]内导体可以是伸长的导体。它的长延伸限定轴向方向。通过垂直于轴向方向限定径向方向。内导体可以具有圆形、椭圆、矩形或不规则横截面。绝缘层可以被布置在内导体的周围，例如，同心地布置在至少内导体的轴向截面中。绝缘层可以被布置在内导体上，即，在内导体径向外表面上。另选地，中间层可以被布置在内导体和绝缘层之间。在这种情况下，可以说绝缘层被布置在内导体周围，但不在内导体上。
[0019]感测电极被布置在绝缘层的径向外侧。这包括感测电极被布置在绝缘层上即在绝缘层的径向外表面上的情况。这还包括感测电极被布置在绝缘层周围例如延伸绝缘层的整个周长的情况。这还包括中间层或中间元件被布置在感测电极和绝缘层之间的情况。
[0020]感测电极可作为电压传感器的感测电容器的第一电极操作。电压传感器可以是用于感测内导体例如相对于电接地或相对于一些其他电势的电压的电压传感器。电压传感器可以是电容式电压传感器。在这种情况下，电压传感器可以包括电容分压器。此类电容分压器可以包括彼此电连接的第一分压电容器和第二分压电容器。感测电容器可以作为第一分压电容器操作。
[0021]感测电容器可以包括第一电极、第二电极和电介质。导体组件的感测电极可作为感测电容器的第一电极操作。
[0022]导体组件的内导体可作为感测电容器的第二电极操作。另选地，电连接到导体组件的内导体的导电元件，即，“导体延伸”，可作为感测电容器的第二电极操作。
[0023]绝缘层被径向布置在内导体和感测电极之间。导体组件的绝缘层或绝缘层的一部分可作为感测电容器的电介质操作。更广义地，感测电容器的电介质可以包括导体组件的绝缘层的一部分。感测电容器可包括可作为感测电容器的电介质操作的另外的元件，例如，导体组件的另外的层。因此，电介质可以包括不只绝缘层或绝缘层的一部分。
[0024]一般来说，感测电极可以包括一块导电或半导电材料。感测电极和/或该块导电或半导电材料可以是电绝缘的，即，与导体组件的其他元件例如与内导体和/或者与屏蔽层是电绝缘的。除了用于使感测电极的信号在远离感测电极的位置处可用的电连接以外，感测电极或该块(半)导电材料可以是电绝缘的，即，与导体组件的其他元件是电绝缘的。
[0025]在本发明的具体实施例中，导体组件的内导体可以包括中压或高压电力缆线的内导体。导体组件的绝缘层可以包括绝缘高压或中压电力缆线的绝缘层。绝缘高压或中压电力缆线可以是成本有效、容易获得的装置以制造具有电压感测功能的导体组件。相反地，此类导体组件可以提供电力缆线的内导体的高精度电压感测，因为此类导体组件使用电力缆线的现有元件，所以此类导体组件可以是成本有效的。
[0026]为了感测内导体的电压，感测电极可以电连接到其他电气部件或电子部件，使得例如感测电极的电压信号对于用于感测内导体的电压的那些其他电气部件或电子部件是可取的。电压拾取元件拾取来自感测电极的电压信号。电极线与感测电极电接触和机械接触。电极线可用被用于将来自电压拾取元件的电压信号传输到那些其他部件。
[0027]电压拾取元件具有两个相对的导电主表面。主表面可彼此平行。在与第一主表面垂直的方向上电压拾取元件的延伸相对于在与第一主表面平行的方向上电压拾取元件的延伸可以是较小的。换句话说，电压拾取元件可以是薄的。例如，电压拾取元件可包括膜或箔。电压拾取元件可由膜或箔组成。
[0028]电压拾取元件的两个主表面是导电的。从而，电压拾取元件可以允许建立与感测电极的紧密电接触，并且为电极线的附接提供主表面。第一主表面和导电第二主表面可以彼此电连接。这可以使由电压拾取元件拾取的电压信号在第二主表面上是可用的。从而，第二主表面可以被用于导电元件的附接，例如，可以将电压信号传输到远程位置的电极线的附接。
[0029]电压拾取元件可具有导电主体部分。该主体部分可以被布置在第一主表面和第二主表面之间。一般来说，电压拾取元件的主表面可以通过导电主体部分彼此电连接。一般来说，电压拾取元件可以是完全导电的，并且具有两个相对的主表面。此类电压拾取元件可以是特别成本有效的且坚固的。
[0030]另选地，电压拾取元件可以具有电绝缘主体部分。该绝缘主体部分可以被布置在第一主表面和第二主表面之间。可以通过布置在非导电主体部分上的导电涂层或导电层形成第一主表面和/或第二主表面。如果在导电主表面之间的主体部分是电绝缘的，则第二主表面与第一主表面可以不是电连接的。与第一主表面电绝缘的第二主