导体组件的制作方法
【专利说明】导体组件
[0001]本发明涉及配备有感测电极的用于电力网的导体组件，诸如线缆。本发明还涉及包括此类导体组件的高压或中压电力线缆，并且涉及包括此类电力线缆的电力网。
[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和各个线缆上监测所述电力网的状态。在英国专利GB 1058890中描述了用于高压和中压电力线缆的电压传感器的实例，其中线缆的绝缘导体和场感测探针电极由保护电极环绕，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 A1中，用于线缆的电压测量装置包括电容式分压器。作为电容器中的一种，高压电容器是通过隔离线缆的中心导体与包封所述中心导体的导电层而形成的。测量电容器位于所述线缆的导电层和屏蔽网之间。
[0004]日本公布的专利申请JP 60256068 A2涉及测量高压电力线缆的充电电压。所述专利申请提出了剥除电力线缆的屏蔽电极的一部分以暴露出绝缘体。导电构件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]电压传感器的某些电容式分压器，例如在线缆上的传感器，包括感测电容器，其由作为第一电极的线缆的导体、作为电介质的线缆的绝缘层以及作为第二电极或“感测电极”的绝缘层上的导电元件形成。在某些电容式分压器中，感测电极置于线缆的绝缘层上。绝缘层的材料和结构与感测电极的材料和结构需要彼此相容，以便获得传感器的长期稳定性。某些电极材料可以不与某些绝缘材料长期相容。增塑剂可以例如，从绝缘层迀移进入聚合物电极材料中并随时间推移降解。在其它情形下，绝缘层可具有结构化表面，使得当刚性电极被布置在绝缘层上时，在它们之间存在气阱，当线缆变热时，气阱可生长，并且当线缆冷却下来时，气阱可收缩，使得长期电极可以被损坏。在其它情形下，感测电极可以是粘接性地附连到绝缘层的导电的、自粘箔。粘合剂可以不与绝缘层的材料相容，使得从长远来看粘合消失并且电极可移动，或粘合剂的化学组分迀移进入绝缘层中并改变其化学特性、机械特性，并且因此改变电特性。
[0006]当投入使用时，电压传感器被正常校准。如上所述，绝缘层或感测电极或两者的长期降解影响可导致感测电极或绝缘层的电特性的改变，并且因此随时间推移可影响感测电容器的电特性。换句话讲，在初始校准期间，感测电容器的电特性可逐渐越来越逐渐偏离其特性。随时间推移，这可导致降低传感器的测量精确度，并且越来越不正确感测线缆导体的电压。因为传感器不再是可访问的，所以重新校准可以是要么困难的，要么过于劳动密集且昂贵。本发明用于解决此类问题。
[0007]本发明提供用于电力网的导体组件，该导体组件包括
[0008]-内导体，其限定径向和轴向，
[0009]-绝缘层，其至少围绕内导体的轴向截面布置，和
[0010]-感测电极，其在绝缘层的外面径向布置，并且用作电容式电压传感器的感测电容器的第一电极，在感测电容器中，内导体用作第二电极，导体组件的特征在于还包括
[0011]-电绝缘间隔元件，其在绝缘层和感测电极之间径向布置。
[0012]间隔元件在绝缘层和感测电极之间径向布置，所述感测电极被用作感测电容器的第一电极，即感测电极。间隔元件的提供允许在分别用于感测电极和用于绝缘层的材料的选择上更灵活。可以选择间隔元件，使得材料可以分别用于感测电极和绝缘层，所述感测电极和绝缘层彼此不相容，但均与间隔元件的材料相容。因此，适当选择的间隔元件可减少绝缘层或感测电极的降解，并且从而使感测电容器变得随时间推移更稳定。这可导致电压传感器的较高的长期精确度，并且使电压传感器的重新校准淘汰。
[0013]作为另外的有益效果，可以选择间隔元件的几何形状和/或其电特性，使得感测电容器的电容落在期望范围内，以便电容式电压传感器的电压信号在线缆导体的给定电压的期望范围内。
[0014]—般来讲，根据本发明的导体组件可以适用于在电力网中传送电力，例如，用于在电力网或国家电网中的电力分配。其可以适用于在50安培或更高的电流水平下和10千伏(kV)或更高的电压下传送电力。内导体可以适用于传送电力。
[0015]根据本发明的导体组件的绝缘层至少围绕内导体的轴向截面布置。绝缘层可以至少同心地围绕内导体的轴向截面布置。绝缘层可以被布置在内导体上，换句话讲，其可以在内导体的外面径向布置并且与内导体直接机械接触。另选地，中间层可以在内导体和绝缘层或绝缘层的部分之间径向布置。在这种情况下，绝缘层可以说是围绕内导体布置。在这种情况下，其不被布置在内导体上。中间层可以是例如可适形的导电层。此类中间层帮助避免在内导体和绝缘层之间的气隙或气阱。这继而减少电气部分放电和后续对导体组件损坏的风险。
[0016]感测电极用作感测电容器的第一电极，在感测电容器中，内导体用作第二电极。电连接到导体组件的内导体的导电元件即“导体延伸”可以用作第二电极。导体组件的绝缘层或绝缘层的至少一部分可以用作感测电容器的电介质。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。感测电容器可具有多个电介质。导体组件的间隔元件的至少一部分可以用作感测电容器另外的电介质。一般来讲，感测电容器可以是电压传感器的感测电容器。电压传感器可以包括在导体组件中。电压传感器可以适用于感测内导体例如相对于电接地或相对于另一个电势的电压。一般来讲，电压传感器可以是电容式电压传感器。
[0017]电压传感器可以是电容式分压传感器，其包括第一分压电容器和第二分压电容器。第一分压电容器和第二分压电容器可以串联电连接。感测电容器可以是第一分压电容器。
[0018]在本发明的某些实施例中，导体组件的内导体可包括高压或中压电力线缆的内导体的至少一部分。在某些实施例中，导体组件的绝缘层可包括高压或中压电力线缆的绝缘层的至少一部分。在某些实施例中，导体组件的内导体可包括高压或中压电力线缆的内导体的至少一部分，并且导体组件的绝缘层可包括高压或中压电力线缆的绝缘层的至少一部分。绝缘高压或中压电力线缆可以是成本低、容易获得的装置，以制造具有电压感测功能的导体组件。
[0019]—般来讲，间隔元件可以布置在绝缘层上，换句话讲，其可以在绝缘层的外面径向布置并且与绝缘层直接机械接触。在绝缘层上的布置消除了中间层的电影响。例如，期望知道形成感测电容器的电介质的一种或多种材料即在感测电极和内导体之间布置的材料的电介质特性。此类特性的知识可有利于电压传感器的校准。在绝缘层上间隔元件的布置可避免引入由附加层引起的不确定性，并且从而可能增加电压感测的精确度。另外，该布置可引起导体组件具有较小的外径。
[0020]一般来讲，感测电极可以是或其可包括导电材料或半导电材料的片或贴片或层。感测电极可