具有分压器和测试点特征部的端部插头传感器装置

摘要

一种用于可分离连接器的传感器包括插头主体，该插头主体包括绝缘树脂，该插头主体被配置成插入到可分离连接器中以包封设置在该可分离连接器中的高电压导体。传感器还包括一个或多个高电压电容器和一个或多个低电压电容器，该一个或多个高电压电容器由绝缘树脂包封并被配置成当插头主体被插入时在第一端部部分处电联接到可分离连接器，该一个或多个低电压电容器串联电联接到一个或多个高电压电容器以形成电容分压器。传感器还包括低电压连接件，该低电压连接件被配置成提供对应于存在于可分离连接器中的高电压信号的低电压信号，该低电压连接件包括具有第一金属触点和第二金属触点的同轴触点。

说明书

本公开涉及具有分压器电路的端部插头传感器装置，该分压器电路可在配电网上的点处安装和利用，而无需服务技术人员/设施在安装之前或期间进行中断。

背景技术

随着电力分配由于可再生能源、分布式发电的出现和电动车辆的采用而变得更复杂，智能配电和相关联的电感测变得更有用甚至必要。可用的感测可包括在电力分配网络内的各种位置处的电压、电流以及电压和电流之间的时间关系。

传统上，电力已在中心位置处产生，然后从发电设施径向分配。随着电网的发展成熟，并且涉及更多的可再生能源，配电网中的电力流变得不太明显，即，不再简单地从主发电站流出。另外，客户在电压、谐波、实/虚功率量值等方面变得更加了解电力品质。

许多现有的相对高电压变压器和开关装置具有用于电缆配件的专用空间，尤其是在较高电压应用(例如，5kV至69kV或更高)中。这些变压器和开关装置中的许多具有在电力行业中称为死前端的类型。死前端是指在电力电缆与变压器或开关装置之间的连接件中不存在暴露的相对高电压表面。此类电缆配件连接件有时被称为弯头、T形主体或可分离连接器。

许多电缆配件配备测试点以提供可转变成位于电缆配件的屏蔽导体和绝缘导体上的线路电压的标定分数的有限能量信号。这些测试点的历史用途为用于指示存在于变压器或开关装置处的线路电压。通常，这些测试点不提供现代电网自动化电力质量和控制应用所需的电压比率精度。

此外，在配电网中的特定位置处安装新设备可能需要进行断电。此类中断可导致设施的破坏并损失设施的显著收入。

由于全局电网结构的实质变化，在配电网处开发并提供电压感测的需要正在快速增加。随着常常在其电源中结合高频开关的更多电力电子器件的出现，电网中的噪声的注入不断增加。由于演进电网中的这些和其他问题，对配电等级处的感测和传感器的需求不断增加。

发明内容

在本发明的一个实施方案中，一种用于可分离连接器的传感器包括插头主体，该插头主体包括绝缘树脂，该插头主体被配置成插入到可分离连接器内以包封设置在该可分离连接器中的高电压导体。传感器还包括一个或多个高电压电容器和一个或多个低电压电容器，该一个或多个高电压电容器由绝缘树脂包封并被配置成当插头主体被插入时在第一端部部分处电联接到可分离连接器，该一个或多个低电压电容器串联电联接到一个或多个高电压电容器以形成电容分压器。传感器还包括低电压连接件，该低电压连接件被配置成提供对应于存在于可分离连接器中的高电压信号的低电压信号，该低电压连接件包括具有第一金属触点和第二金属触点的同轴触点。

应当理解，前述一般描述和以下详细描述均呈现了本公开的主题的实施方案，并且旨在提供用于理解如权利要求所述的本公开主题的性质和特性的概述或框架。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方案的电缆配件系统的分解图，该电缆配件系统包括可分离连接器、端部插头传感器和绝缘盖。

图2A和图2B是根据本发明的实施方案的与图1的系统一起使用的各种传感器配置的示意图。

图3是根据本发明的实施方案的端部插头传感器的等距侧视图。

图4A至图4C示出了根据本发明的可能电连接件的分压电路的示意图。

图5A是根据本发明的另一个实施方案的安装在端部插头传感器上的端盖的局部横截面侧视图。

图5B是端盖的分解图，该分解图示出了本发明的端盖部分内的部件的实施方案。

图6是位于本发明的端部插头部分的端盖实施方案内的连接器的前视图。

图7是示出相对于施加到输入端的电压的端部插头传感器装置的输出电压的曲线图。

通过考虑本公开的各个实施方案的以下详细描述以及附图可更全面地理解本公开。

具体实施方式

本公开提供了一种传感器，该传感器被配置为端部插头装置(在本文中也称为端部插头传感器或死端插头)，该端部插头装置具有结合在其中的分压器电路以用于在配电网的点处(诸如在可分离连接器处)插入。端部插头传感器可在配电网上的点处使用，而无需服务技术人员/设施在通过使用带电操作杆经由所公开的端盖连接分析系统(下文所述)之前采取任何额外的中断。端部插头传感器包括具有第一金属触点和第二金属触点的同轴触点或连接件，其中例如同轴触点可被配置为具有两个不同触点或测试点以测量电压的金属六边形特征部。该同轴触点可提供周期性或连续的低电压信号以用于电网测量分析。端部插头传感器的输出可为低电压信号，该低电压信号足以供分析系统感测电压的存在或测量对应于电缆电压的准确电压输出。此外，输出可与其他传感器和/或测量装置组合以确定电压信号的时间/相位关系并提供关于故障(电压尖峰、下降)的信息。

如本文所用，术语“高电压”是指等于或大于高电压阈值的电压。高电压阈值可基于应用于所描述的特定系统的标准、管辖要求或最终用户要求。例如，高电压可指在标准中限定的大约额定电压下工作，诸如用于额定值为2.5kV至35kV(被归类为相-相均方根或rms)的电力分配系统的可分离绝缘连接器系统的电气和电子工程师学会(IEEE)标准386(2016)，该标准以引用方式并入本文以用于任何和全部目的。根据应用，高电压阈值可等于或大于约2.5kV、约3kV、约5kV、约15kV、约25kV、约28kV、约35kV、约69kV、或更高电压(被归类为相-相rms)。

如本文所用，术语“低电压”是指小于高电压的电压。低电压可被定义为处于或低于低电压阈值。低电压阈值和高电压阈值可为相同的阈值或不同的阈值。低电压可为高电压的小于1的分数或比率。低电压可由阈值分数或比率(例如，小于或等于约1:100)限定。除非在本文的公开内容中另外指明，否则使用相-地rms来描述低电压。

如本文所用，术语“可分离连接器”是指用于高电压系统的连接件或接口，该连接件或接口可易于通过在工作接口处接合或分离该连接件而建立或断开。可分离连接器可为完全绝缘和屏蔽的，并且可用于端接电力电缆和使其绝缘、使另一个电子部件绝缘、或将绝缘的电力电缆连接到电气设备、其他电力电缆、或这两者。可分离连接器可连接到变压器或开关装置。一些可分离连接器可用于死前端变压器和开关装置，该死前端变压器和开关装置在电力行业中是指电力电缆与变压器或开关装置之间的连接器中不具有暴露的高电压表面。可分离连接器的非限制性示例包括弯头形可分离绝缘连接器和T形可分离绝缘连接器(例如，T形主体)。

如本文所用，术语“额定电压”是指被设计成使连接器工作的最大电压。额定电压可被测量为单相系统的最高相-地电压rms，或者可被测量为三相系统的最高相-地和相-相电压rms。然而，可使用任何合适类型的额定电压来描述最大工作电压。除非在本文的公开内容中另外指明，否则额定电压是指相-地rms。

如本文所用，术语“连接件”是指用于将部件电联接或机械联接在一起的接口、连接器或其他结构。例如，连接件可包括插头或插座、导线、电缆、基板上的导体、焊料件、导电通孔、或其他类似的电联接件或机械联接件。

术语“耦接”或“连接”是指两个元件彼此直接地(彼此直接接触)或间接地(具有位于两个元件之间并附接这两个元件的一个或多个元件)附接。

图1示出了包括端部插头传感器101、可分离连接器130(在本文中也称为电缆配件)和绝缘盖150的系统100。系统100及其部件的尺寸和形状可被设定成满足或以其他方式兼容可分离的绝缘连接器系统的适用标准、管辖要求或最终用户要求。例如，系统100可被设计成满足用于可分离连接器的绝缘插头的IEEE标准386(2016)。具体地，端部插头传感器101可被设计成用作600A绝缘插头。又如，系统100可被设计成满足在欧洲流行的类似的国际电工委员会(IEC)标准，该标准可采用不同的尺寸和形状以用于兼容性。

如图所示，端部插头传感器101可呈绝缘插头的形状。传感器101可插入到可分离连接器130的插孔135中，并且包封或以其他方式覆盖设置在腔体内的高电压导体或高电压导电表面。可分离连接器130可包括一个、两个或更多个插孔135(例如，在T形主体中)。

端部插头传感器101可以与常规绝缘插头相同的方式插入。在一些实施方案中，传感器101可包括肩部和锥形部，并且插孔135具有互补结构。可分离连接器130的高电压连接器可为螺杆，并且端部插头传感器101可包括具有互补螺纹的高电压连接件。端部插头传感器101可螺纹连接到带螺纹的高电压导体上以将端部插头传感器101固定到可分离连接器130。

在被插入并被任选地固定之后，端部插头传感器101可覆盖插孔135中原本将被暴露的全部或至少一些高电压表面。端部插头传感器101的同轴连接件或触点108可延伸出可分离连接器135的插孔135。同轴触点108可包括扭矩特征部，诸如六边形外表面。绝缘盖150可设置在端部插头传感器101上以覆盖同轴触点108。绝缘盖150可摩擦地固定到可分离连接器130。绝缘盖150可在可分离连接器130的至少一部分上滑动，并且可被拉离以暴露传感器101。

在一个实施方案中，端部插头传感器101包括电压传感器。端部插头传感器101被配置成提供联接到可分离连接器的电力电缆“带电”的指示。此外，端部插头传感器101可提供对应于可分离连接器130中存在的高电压信号的低电压信号。低电压信号可被描述为电压通道。

在一个实施方案中，端部插头传感器101包括一个或多个电容器。在一些实施方案中，电容器包括至少低电压电容器和至少高电压电容器。电容器可被布置为分压器以提供低电压信号。例如，低电压信号可对应于分压信号。

端部插头传感器101可提供表示高电压信号的低电压信号的精确性，从而允许用于各种智能电网应用中以诊断所连接的变压器、开关装置或较大连接电网中的劣化或其他问题，诸如跳闸、松垂、膨胀和其他事件。较高精度的传感器可有利于较小事件的检测或者可有利于事件的较精确诊断。例如，对于VOLT VAR控制而言，可需要一定的精度(例如，0.7％)以检测系统中的变化，诸如当变压器中的有载抽头变换器发生变化时。精度可被定义为小于或等于误差值。误差值的非限制性示例包括约1％、约0.7％、约0.5％、约0.3％、约0.2％、约0.1％或更小。

使端部插头传感器101精确的温度范围可被描述为工作温度范围。在工作温度范围内，精度可小于或等于该范围内所有温度的误差值。工作温度范围可被设计成满足标准、管辖要求或最终用户要求。工作温度范围的非限制性示例包括等于或大于约-40℃、约-30℃、约-20℃、约-5℃或更高的下限。工作温度范围的非限制性示例包括等于或小于约105℃、约85℃、约65℃、约40℃或更低的上限。工作温度范围的非限制性示例包括介于约-5℃至约40℃、约-20℃至约65℃、约-30℃至约85℃、约-40℃至约65℃以及约-40℃至约105℃之间。

端部插头传感器101可具有额定电压或被额定以在高电压系统诸如系统100中工作。传感器101可用作电压传感器、绝缘插头或这两者。额定电压可被设计成满足标准、管辖要求或最终用户要求。三相系统中的传感器101的额定电压的非限制性示例包括约2.5kV、约3kV、约5kV、约15kV、约25kV、约28kV、约35kV，或约69kV(被归类为相-相rms)。在一些实施方案中，额定电压为至少5kV。

使端部插头传感器101精确的频率范围可被描述为工作频率范围。工作频率范围内的频率响应可为平坦的或基本上平坦的，这可对应于最小变化。平坦度的非限制性示例可包括正或负(+/-)约3dB、约1dB、约0.5dB、约0.1dB。频率响应可被设计成满足标准、管辖要求或最终用户要求。工作频率范围可延伸到可分离连接器104中存在的高电压信号的基频的约第50谐波、或甚至最多至第63谐波。工作频率范围的非限制性示例可包括约60Hz(或约50Hz)的基频、约3kHz(或约2.5kHz)的第50谐波、约3.8kHz(或约3.2kHz)的第63谐波以及更高频率中的一个或多个。频率响应也可在全部或基本上全部工作温度范围内保持稳定。某些远程终端单元(RTU)或智能电子装置(IED)可利用这些高阶谐波中的一个或多个。

图2A和图2B示出了用于本公开的端部插头电压传感器诸如端部插头电压传感器101的各种配置200、配置220。每种配置200、配置220包括高电压连接件202、一个或多个高电压电容器204、一个或多个低电压电容器206，以及低电压连接件208。在至少一些实施方案中，任选的电子器件209也可作为单独的主体部分226的一部分被包括，诸如改进的端盖，如图5A和图5B所示。这些部件中的一个或多个部件可由插头主体210、插头主体222或其部分包封。由插头主体210、插头主体222包封的部分可被视为插头主体的部分。插头主体210、插头主体222可由或至少部分地由绝缘材料诸如绝缘树脂或其他绝缘聚合物形成。在一些实施方案中，电容器204、电容器206由不同于插头主体210、插头主体222的电容材料形成。

高电压连接件202可需要承受可分离连接器(诸如可分离连接器130)的全电压。一个或多个高电压电容器204和插头主体210、插头主体222可需要至少部分地承受可分离连接器的电压。

可使用任何合适的树脂，该树脂具有高介电强度和适于在部件之间传递扭矩的机械特性。例如，脂环族环氧树脂可用作绝缘树脂。在一些实施方案中，插头主体的一部分可由不同的聚合物形成，诸如聚碳酸酯、缩醛热塑性塑料或酚醛复合材料。

高电压连接件202可从可分离连接器诸如可分离连接器130接收高电压信号V

一个或多个高电压电容器204(在本文中也称为“高侧”电容器，与所建立的分压器电路相关)可以可操作地联接到高电压连接件202和一个或多个低电压电容器206(在本文中也称为“低侧”电容器，与所建立的分压器电路相关)。在一些实施方案中，至少一些高电压电容器204被以串联方式电联接、被以并联方式电联接或以这两种方式电联接。一个或多个低电压电容器206可为相同或不同的(例如，在电容、额定电压、尺寸、安装样式、或形状方面)。在一些实施方案中，可将更多个高电压电容器204以串联方式联接以用于更高的传感器额定电压。当插头主体210、插头主体222的至少一部分插入到可分离连接器中时，一个或多个高电压电容器204可通过高电压连接件202电联接到可分离连接器。高电压电容器204中的每个可具有比低电压电容器206中的每个更高的额定电压。高电压电容器204的额定电压的非限制性示例包括至少约2.5kV、约3kV、约5kV、约10kV、约15kV、约20kV、约25kV、或约30kV的额定值。

高电压电容器204中的每个具有电容。在一些实施方案中，电容可在约10pF至约100pF的范围内进行选择。电容的非限制性示例包括约10pF、约30pF、约50pF、约70pF以及约90pF。

高电压电容器204中的每个具有阻抗。基频(例如，50/60Hz)下的阻抗的量值可等于大阻抗值，诸如约100MΩ。

高电压电容器204中的每个可为陶瓷电容器。陶瓷电容器可在工作温度范围内提供精确性和稳定性。陶瓷电容器的类型的非限制性示例包括1类电介质，诸如C0G/NP0。

高电压电容器204中的每个高电压电容器可被插头主体210、插头主体222的绝缘树脂包封。

一个或多个低电压电容器206可以可操作地联接到一个或多个高电压电容器204和低电压连接件208。一个或多个低电压电容器206可以串联方式电联接到一个或多个高电压电容器204。在一些实施方案中，至少一些低电压电容器206被以串联方式电联接、被以并联方式电联接或以这两种方式电联接。一个或多个低电压电容器206可为相同或不同的(例如，在电容、额定电压、尺寸、安装样式、或形状方面)。一个或多个低电压电容器206可以串联方式电联接到一个或多个高电压电容器204。可在一个或多个低电压电容器206与一个或多个高电压电容器204之间提供低电压信号V

低电压电容器206中的每个具有电容。在一些实施方案中，电容可在约0.1μF至约1μF的范围内进行选择。电容的非限制性示例包括约0.1μF、约0.3μF、约0.5μF、约0.7μF以及约0.9μF。可选择电容值以提供约100:1、约1,000:1、约10,000:1、或约100,000:1的高电压电容器204与低电压电容器206的电容比率。

低电压电容器206中的每个具有阻抗。基频(例如，50/60Hz)下的阻抗的量值可等于低阻抗，诸如约10kΩ。

低电压电容器206中的每个可为陶瓷电容器。陶瓷电容器可在工作温度范围内提供精确性和稳定性。陶瓷电容器的类型的非限制性示例包括1类电介质，诸如C0G/NP0。低电压电容器206中的每个可为表面贴装电容器。低电压电容器206中的每个的尺寸可小于高电压电容器204中的每个的尺寸。

低电压电容器206中的每个低电压电容器可被插头主体210或插头主体224的绝缘树脂包封。

电容器204、206可对高电压信号V

在一个实施方案中，低电压连接件208可被配置为具有第一金属触点和第二金属触点的同轴连接器。例如，如图3所示，端部插头传感器300包括高电压连接件302、一个或多个高电压电容器304、一个或多个低电压电容器306和低电压连接件308。在该方面，低电压连接件308包括具有第一金属触点312和第二金属触点307的同轴连接器。如图3所示，在该实施方案中，第二金属触点307的外表面具有六边形形状。在另选的实施方案中，第二金属触点的外表面可具有不同的形状，诸如圆形、正方形或其他多边形形状。第一金属触点可成形为相对于第二金属触点307居中设置的简单圆柱形触点或销。此外，绝缘材料311，诸如常规绝缘材料，诸如常规绝缘树脂，可设置在第一金属触点312和第二金属触点307之间。另外，绝缘材料可围绕外部金属触点以形成扭矩阻挡表面。

此外，如图3所示，在一些实施方案中，一个或多个低电压电容器306可设置在基板305诸如印刷电路板(PCB)上。

重新参考图2B，电子器件209可设置在端盖中，类似于端盖150的修改型式，诸如图5A和图5B所示的端盖550，并且在安装到低电压连接器上时可操作地联接到一个或多个低电压电容器206。电子器件209可接收低电压信号V

信号调节可包括在电子器件209中。信号调节的非限制性示例包括电压放大、电压滤波、电压线路驱动或缓冲、电流放大、电流集成、电流滤波、以及电流线路驱动或缓冲。经调节的信号可能够通过外部电缆传输到RTU、SAU、IED或其他设备。

存储器可包括在电子器件209中。存储器可设置在单个部件上或可设置在两个或更多个分立部件上。在一些实施方案中，存储器可被设置成远离信号调节电子器件(例如，插头主体的外部)。存储器可操作地联接到低电压连接件并且存储数据，诸如唯一产品标识符、制造数据、分压器的校准比率、以及信号调节电子器件的增益值。唯一产品标识符可对应于特定传感器，诸如序列号。

校准比率可包括特定传感器的电压比率和电流比率。在一个优选方面中，传感器可在到达最终用户之前预先校准或可在现场校准。在一些实施方案中，可在部件老化或某些可分离部件老化和重新校准或以其他方式更换时更新校准比率。

使用传感器的设备可能够获取唯一产品标识符和校准比率。所存储的校准可由所连接的设备自动地读取，以使所存储的比率值被所连接的设备自动地应用。相比于这些值的手动输入，自动应用可节省时间、可避免不正确或错误的数据输入、并且可降低其他误差的可能性。

存储器内的某些位置可保留为空，以用于存储最终用户在安装时的安装数据。例如，可在安装时对位置、所连接的设备、安装者姓名和电压相位(通常为A、B或C)进行编程。这可在传感器内留下“已构建”记录，该记录可在日后被自动地读取。

存储器可出现在具有若干传感器或电子器件的总线上，该传感器或电子器件能够被询问以例如经由低电压连接器来确定所连接的装置之间的特性和关系。

控制器可包括在电子器件209中。控制器可管理对存储器的访问或者包括存储器。在一些实施方案中，控制器有利于传感器与所连接的设备之间的通信。

控制器可包括处理器，诸如中央处理单元(CPU)、计算机、逻辑阵列、或能够引导数据进入或流出传感器的其他装置。在一些实施方案中，控制器包括具有存储、处理和通信硬件的一个或多个计算装置。控制器的功能可通过硬件和/或作为非暂态计算机可读存储介质上的计算机指令来执行。

在一些实施方案中，端部插头系统220包括第一部分224和与该第一部分可连接且可分离的端盖250。第一部分224包封高电压连接件202、一个或多个高电压电容器204、一个或多个低电压电容器206和低电压连接件208。端盖250容纳电子器件209。当传感器插入到可分离连接器中且没有服务中断时，电子器件209可被替换或以其他方式更换。

部件诸如任选的电子器件209可能需要比其他部件诸如一个或多个高电压电容器204、连接的一个或多个低电压电容器206、高电压连接件202、低电压连接件208和插头主体210、插头主体222更频繁地保持、替换或以其他方式更换。

图4A至图4C示出了在将端部插头传感器连接到位于配电网上的可分离连接器的插孔时建立的另选分压器电路的示意图。

例如，在示出与所安装的端部插头传感器的基本连接的图4A中，端部插头传感器包括并联布置的高电压电容器404和低电压电容器406a至低电压电容器406e。在该图中，为了便于制造，低侧电容器406a至低侧电容器406e可设置在包封在端部插头传感器(参见例如图3中的端部插头传感器300)内的基板诸如印刷电路板上。低侧电容器406a至低侧电容器406e设置在高侧电容器404与低电压连接件408的第二金属触点407之间。相对于用连接件(图中未示出)制成的接地电网，可用带电操作杆仪表在低电压连接件408的任一金属触点407、金属触点412处读取电压读数，以指示可分离连接器/电缆配件处电压的存在。绝缘材料411设置在第一金属触点412和第二金属触点407之间。

在另一替代形式中，在图4B中，该配置可提供精确的电压测量。端部插头传感器包括并联布置的高电压电容器404和低电压电容器406a至低电压电容器406e。在该图中，为了便于制造，低侧电容器406a至低侧电容器406e可设置在包封在端部插头传感器(参见例如图3中的端部插头传感器300)内的基板诸如印刷电路板上。低侧电容器406a至低侧电容器406e设置在高侧电容器404与低电压连接件408的第二金属触点407之间，并且联接到接地。可在低电压连接件408的第一金属触点412处相对于第二连接件407获取分压读数(V

在另一替代形式中，诸如图4C所示，其类似于图2A所示的实施方案，与移除的端盖的连接可允许线路工人用带电操作杆仪表触及端部插头传感器，以确定在对电缆或电缆配件执行任何工作之前电缆/设备是否通电。在该示例中，端部插头传感器包括并联布置的高电压电容器404和低电压电容器406a至低电压电容器406e。在该图中，为了便于制造，低侧电容器406a至低侧电容器406e可设置在包封在端部插头传感器(参见例如图3中的端部插头传感器300)内的基板诸如印刷电路板上。低侧电容器406a至低侧电容器406e设置在高侧电容器404与低电压连接件408的第二金属触点407之间。可例如经由非接触式电压指示器在低电压连接件408的金属触点412或金属触点407(V

图5A至图5B示出了示例性端盖550的横截面和分解图，该示例性端盖被成形为覆盖件以配合在端部插头传感器500的头部部分503(也参见例如图3所示的端部插头传感器300的头部303)和电缆配件插孔135的外表面136(参见图1)上方。端盖550包括开口553，该开口被配置成例如经由摩擦配合紧密地配合在端部插头传感器500的头部部分503上方。此外，端盖550的内径被配置成使得凸缘部分557紧密地配合在接收端部插头传感器500的电缆配件插孔的外表面136上方。

当安装时，经由设置在压力垫555的接触表面上的导电配合元件558a、导电配合元件558b在压力垫555与低电压连接件508之间形成电接触。如图6所示，其示出了非导电配合表面558的底视图，可提供一系列导电接触销以单独地接触低电压连接件508的第一金属触点和第二金属触点。例如，接触销558a被配置成接触第一金属触点(参见例如图3中的金属触点312)，并且接触销558b被配置成接触第二金属触点(参见例如图3中的金属触点307)。这些接触销可被成形或被配置成穿透形成于低电压触点508的表面上的任何氧化层。

低电压触点508和压力垫555的配合表面558之间的机械接触可用合适的压缩力(诸如由弹簧556提供的压缩力)保持。另选地，接触销558a和接触销558b可包含弹簧以提供合适的压缩力。

端盖550的外壳可使用适当的绝缘材料(诸如EPDM或有机硅橡胶)来形成。如图5A所示，在这个方面，端盖由具有绝缘部分554和导电或半导电部分552的材料形成。在该实施方案中，外导电/半导电部分552包括导电EPDM橡胶，并且内绝缘部分包括绝缘EPDM橡胶。在一个方面，导电EPDM部分552可包覆模制到绝缘EPDM部分554上。另选地，端盖550的主体可由绝缘有机硅材料形成，其中外表面和配合内环涂覆有导电涂层以提供安全性和屏蔽。

此外，如上所述，端盖可任选地包括电子器件，诸如电子器件209，该电子器件可包括基板，诸如印刷电路板570，该基板被设置和配置成配合在端盖550的主体内。在该示例中，小印刷电路板570包括信号调节电子器件。

此外，在该示例中，端盖550包括信号输出电缆560，该信号输出电缆包括信号线，该信号线向分析装置(诸如数据采集装置或传感器分析单元(未示出))提供低电压信号；以及任选的零线/接地线，以联接到数据分析单元的接地。此外，接地线564将连接到本地/电缆配件接地。

端盖550还可包括孔眼或孔562，该孔眼或孔被配置成接收常规“带电操作杆”或绝缘拉杆(未示出)的钩状特征部。例如，技术人员可通过移除端盖，然后利用如上所述的带电操作杆仪表(图4a、图4c)来识别电网中的现有位置以在参与工作之前检查电压。如果端部插头已经安装在某个位置，但尚未连接到RTU或分析单元，则技术人员可以安装进行连接的端盖550，而无需额外断电。

在另一个另选的方面，端盖可用于在使用时提供一致的密封并且提供易于安装/移除，并且包括具有释放销的单向空气阀，该释放销在压下/激活时打开阀并且允许空气流过形成于端盖主体中的轴。此种装置在以引用方式全文并入本文的专利申请号16/585,803中有所描述。

因此，本文所述的端部插头传感器系统允许将可改进型电压传感器部署到配电网，而无需设施/客户进行中断，其中电压信号输出确实与线路电压成比例。

例如，研究人员进行实验以示出具有代表性电网电压的准确分压。数据采集(“DAQ”)卡用于生成60Hz正弦波作为具有2000的标称增益的高电压放大器的输入。将高电压放大器的输出施加到端部插头传感器和准确高压电计的高电压连接件202。利用DAQ卡同时捕获端部插头传感器低电压连接件208的输出以及施加到高电压放大器的正弦波。利用来自高压电计的测量来重新缩放施加到高电压放大器的正弦波的测量值。结果提供于图7中，该图示出了相对于从端部插头传感器输出的分压而施加的代表性电网电压。左轴为代表性电网电压，并且右轴为来自传感器的输出电压。

因此，本文所述的端部插头传感器系统可提供足够的电压信号，使得监测硬件/分析单元可至少检测电压、故障，并且包括电流传感器、电力流和电力质量。如果经校准，端部插头传感器也可检测相对准确的电压量值。端部插头传感器的电容分压器可有利于超出基础频率或基频的测量，并且可有利于标准高电压DC调试测试的使用而不存在通过分压器的额外泄漏电流。端部插头传感器可用于智能电网应用中。

本领域的技术人员将会知道，在不脱离本发明的范围的条件下，可构造本文所述的示例性实施方案和另选实施方案的各种更改形式和修改形式。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以不同于本文具体描述的方式来实施。例如，本文所述的示例性实施方案可彼此以多种方式进行组合。

本文中所引用的所有参考文献及出版物全文以引用方式明确地并入本公开中，它们可能与本公开直接冲突的内容除外。

除非另外指明，否则本文所使用的所有科学和技术术语具有在本领域中普遍使用的含义。本文提供的定义将有利于理解本文频繁使用的某些术语，并且不意味着限制本公开的范围。

除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的表达结构尺寸、量和物理特性的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。

通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)及该范围内的任何范围。本文中，术语“最多至”或“不大于”数值(例如，最多至50)包括该数值(例如，50)，并且术语“不小于”数值(例如，不小于5)包括该数值(例如，5)。

与取向相关的术语诸如“端部”用于描述部件的相对位置，并且不旨在限制所设想的实施方案的取向。

对“一个实施方案”、“实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”等的引用，意指结合实施方案描述的具体特征、配置、组合物或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。因此，贯穿本公开在各处出现的此类短语不一定是指本公开的相同实施方案。此外，具体特征、构型、组合物或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式进行组合。

除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。

如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”等等均以其开放性意义使用，并且一般是指“包括但不限于”。应当理解，“基本上由…组成”、“由…组成”等包含在“包含”等之中。

术语“和/或”是指所列出的要素中的一个或全部或所列出的要素中的任意两个或更多个的组合(例如，铸造和/或处理合金是指铸造、处理、或既铸造又处理合金)。

后接列表的短语“……中的至少一个(种)”、“包含……中的至少一个(种)”和“……中的一个(种)或多个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。