具有嵌入在绝缘树脂中的真空断续器的用于中压或高压应用的嵌入式极部件

摘要

本发明涉及一种用于中压或高压应用的嵌入式极部件，所述嵌入式极部件具有嵌入在绝缘树脂(2)中的真空断续器，其中具有传感器壳体(4)的电流和/或电压传感器(3)集成在所述绝缘树脂内。为了提高电压测量的精度，在所述绝缘树脂中实施有金属网格(5)，其中所述金属网格布置在所述电流和/或电压传感器的所述传感器壳体(4)与所述绝缘树脂的外表面(6)之间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于中压或高压应用的嵌入式极部件以及制造该嵌入式极部件的方法，该嵌入式极部件具有嵌入在绝缘树脂中的真空断续器，其中电流和/或电压传感器集成在绝缘树脂内。

背景技术

关于技术现状，从WO 95/27297、WO 95/27298和US 7,550,960 B2可知，其中电流和电压传感器在线路侧和负载侧与嵌入极相集成。

对于已知的结构，线圈的外表面覆盖有半导体层，该半导体层用作内部线圈的屏蔽层，同时用作电容性电压传感器对高压初级的电极，问题在于，集成的电流和/或电压传感器的电压测量精度将随着绝缘树脂表面状态(例如受外部湿度影响)变化而变化，并且寄生电容可能变化。该寄生电容还将改变用于测量的电容。因此，在现有技术的图3至图4中示出了测量的变化。测量电容C1可以具有四个组成部分，即：线圈内表面与具有高压(HV)的初级导体之间的电容C11；线圈左表面与初级导体之间的电容C12；线圈右表面与初级导体之间的电容C13；以及从外表面到初级导体的电容C14。

因此，本发明的目的是克服上述产生的问题，并且提高电压测量的精度。

发明内容

上述问题在本发明的目的的意义上得到了解决，因为实施了一种金属网格(metal grid)，该金属网格优选地完全实施在绝缘树脂中，其中金属网格布置在电流和/或电压传感器的传感器壳体与绝缘树脂的外表面之间。

在为新的情形下，绝缘树脂表面具有非常高的电阻并且上述四个电容C1将是电压读数的总和(＝C11+C12+C13+C14)。在较差的情况下，外表面由于例如高湿度效应而到导通的，因此电容C1将变化，因为C11、C12、C13将或多或少相同，C14将大幅增大，这取决于结构的尺寸并且因此取决于读数比(＝C1/(C1+C2))的变化。这里，电容C2是恒定的。

通过使用这种接地的金属网格，更好地限定了测量电容，并且值将不随外部环境而变化。在本发明所实现的新的情形下，测量电容是C11、C12与C13的总和。线圈的外表面与接地的金属网格之间的电容也是恒定的，并且不再是电容C1的组成部分，而是作为替代，构成电容C2的组成部分。形状和尺寸设计成使得从测量电容电极到绝缘树脂的外表面的寄生电容被最小化并且受到限制，如图2所示。

在一个有利的实施方式中，金属网格是导电的，或者电容性地连接至地电位。

另一个有利的实施方式在于，作为制造时的分离的步骤，金属网格布置在传感器壳体周围，但是完全处于树脂内部，这是非常有利的。

在另一个有利的实施方式中，金属网格通过导电线缆连接至地电位，其中导电线缆沿着其从金属网格到地电位的路径以螺旋的方式围绕电流和/或电压传感器的被屏蔽的信号线缆布置。该导电线缆电连接至被屏蔽的信号线缆的屏蔽并且将电地或电容地接地或连接至大地。

在另一个有利的实施方式中，电压传感器应用在极部件的线路侧。

在另一个非常有利的实施方式中，金属网格至少部分具有柱状形式、或者C状或L状形式。

该形式可以在形成的测量中得到更好的精度。金属网格的宽度起到非常重要的作用，通常该宽度应当不小于电容电极的宽度。

根据制造这种嵌入式极部件的方法，本发明在于，作为第一步骤，将电流传感器、电容性传感器电极以及连接电流互感器和电容性电极的相应的被屏蔽线缆模制在绝缘树脂中，然后将金属网格组装至模制的子组件，再在最后的步骤中将金属网格电连接至被屏蔽的线缆。

制造被分成不同的步骤以确保最终产品的功能性是有利的。

具体实施方式

在图1中示出了本发明的实施方式。

电流互感器CT围绕极部件的导体布置，该电流互感器的外表面用作电容传感器，该电容传感器有效地性形成电压传感器3。因此，作为第一制造步骤，电流互感器、电容性电压传感器和导体嵌入在绝缘树脂中，该绝缘树脂是有效的电压传感器壳体4。这使得能够分别检查电流和电压传感器属性。

然后围绕所制造的子组件组装金属网格5，金属网格通过如上所述的信号线缆的屏蔽连接至地电位。

在制造过程中，作为第一步骤，将电流传感器、电容性传感器电极以及连接CT和电容性电极的相应的被屏蔽的线缆模制在绝缘树脂中。优点在于，可以在嵌入在完成的极部件1中之前，对该部件进行功能性检查。然后，将金属网格组装至模制的子组件，接着将金属网格电连接至被屏蔽的线缆。作为独立的部件，在最后的模制过程中与真空断续器嵌入在一起。

因此，在电容性电压传感器与绝缘树脂的外表面之间发生的寄生电容由该接地的导电网格限制和控制，这意味着变化的表面状态将不影响内部电压传感器测量的电容。因此，防止了这种电容对电压传感器的感测精度有不良影响。

这通过本发明而得以实现。

这还可以应用于嵌入式极部件的线路侧。

与前面已所述的类似，图2再次示出了虚拟电容，并使得本发明如何工作更清楚。

图3示出了现有技术，如前面已所述，其中具有在最差情形下的所有干扰电容，绝缘树脂的外表面由于某些原因而导电，C14的值将大幅增加。

图4也示出了没有金属网格的现有技术，C14的值与图3相比较小。

附图标记

1 嵌入式极部件

2 绝缘树脂

3 电压传感器

4 电压传感器壳体

5 金属网格

6 绝缘树脂的外表面