專利名稱：測(cè)量高壓元件電壓的電容設(shè)備和系統(tǒng)及氣體絕緣變電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)測(cè)量高壓元件的電壓的電容設(shè)備和系統(tǒng)，以及一種利用該電 容設(shè)備的氣體絕緣變電站。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的領(lǐng)域是關(guān)于測(cè)量高壓元件的電壓。該領(lǐng)域特別是指為屏蔽型電氣 設(shè)備使用而設(shè)計(jì)的電容設(shè)備，以及以氣體方式提供的絕緣物質(zhì)，例如六氟化硫(sulfur hexafluoride)或 SF60這種設(shè)備可以用來(lái)測(cè)量在金屬?gòu)?fù)合開(kāi)關(guān)(MCS)或氣體絕緣變電站(GIS)中通過(guò)一 個(gè)電流的母線的電壓。這種設(shè)備必須符合以下條件它必須是簡(jiǎn)單和可靠的，它必須能夠以 低成本制造，它必須僅占用很小的空間，而且必須是雙設(shè)備，有兩個(gè)獨(dú)立工作的途徑用以提 供冗余。此外，該設(shè)備的特點(diǎn)，特別是其傳輸比，必須能方便地調(diào)節(jié)，以便獲取在一種應(yīng)用場(chǎng) 合的各種工作條件下特定范圍內(nèi)的電壓和電流。在一種典型應(yīng)用場(chǎng)合中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件，這種設(shè)備可以通過(guò)幾米長(zhǎng)的電纜連接 到可視指示器或控制裝置。如果高壓導(dǎo)體在額定電壓，可視指示器或控制裝置的信號(hào)電壓 可能位于4伏(V) 100V之間的任意值。因此這種設(shè)備可以被認(rèn)為是一種變壓器，其輸出 電壓受到以下因素影響額定應(yīng)用電壓(例如75千伏(kV)或145千伏)；這種設(shè)備周邊的環(huán)境(例如電場(chǎng)的影響)；電纜的類型和長(zhǎng)度(雜散電容的影響)；在另一個(gè)典型條件下，該設(shè)備通過(guò)一節(jié)短的電纜連接到發(fā)光二極管(LEDs)顯示 器上。如果高壓連接器在額定電壓，那么在顯示器區(qū)域內(nèi)的信號(hào)電流將達(dá)到0.5微安(uA) 至3微安。該探測(cè)設(shè)備可以被看作是一個(gè)電流源，該電流受到以下因素影響氣體絕緣變電站(GIS)的額定電壓，例如75千伏或145千伏；及這種設(shè)備周邊的環(huán)境(例如電場(chǎng)的影響)；兩種現(xiàn)有技術(shù)會(huì)在下面進(jìn)行討論?，F(xiàn)有技術(shù)文件EP 1 431 767介紹了一種高精度電容測(cè)量設(shè)備，包括一個(gè)用以高 壓屏蔽變電站的高耐熱性的電容器。該電容器包括伸長(zhǎng)的高壓電極，圍繞高壓電極且與高 壓電極同軸以及構(gòu)成一個(gè)低壓電極的導(dǎo)電部分的圓柱形印刷電路，以及圍繞圓柱形印刷電 路且與圓柱形印刷電路同軸的確定圓柱形內(nèi)表面的一個(gè)結(jié)構(gòu)。該印制電路是以沿著發(fā)電機(jī) 線撕開(kāi)的方式形成，兩個(gè)圓環(huán)沿著內(nèi)表面進(jìn)行固定，以確定兩個(gè)互相面對(duì)的圓形溝槽。該印 刷電路被插入到這些溝槽，并且這些圓環(huán)施加一個(gè)徑向力，該徑向力在印刷電路的發(fā)電機(jī) 線上強(qiáng)制產(chǎn)生一個(gè)曲面輪廓，以便使它定靠在內(nèi)表面。該設(shè)備被添加到一個(gè)封裝的單相開(kāi)關(guān)設(shè)備。但是，這種設(shè)備需要大量空間，并且價(jià)格昂貴。此外，它不可能對(duì)傳輸比作出簡(jiǎn)單的更改?，F(xiàn)有技術(shù)文件US 6 333 715或EP 0 984 289介紹了一個(gè)在氣體絕緣變電站中用以測(cè)量發(fā)生在一個(gè)包含高壓導(dǎo)體的金屬內(nèi)室的電容設(shè)備的局部放電。該設(shè)備包括一個(gè)用以接收信號(hào)的偶極子天線，該偶極子天線是圓形，由兩個(gè)形成在封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)的凹槽的兩個(gè)導(dǎo) 電半圓形電極板組成；形成于天線和高壓導(dǎo)體之間的第一個(gè)靜電電容；形成于天線和地之 間的第二靜電電容；耦合于上述的天線的一同軸電纜用以連接一個(gè)測(cè)量單元；以及一個(gè)耦 合于上述同軸電纜的測(cè)量單元。在該設(shè)備中，第一個(gè)靜電電容在沒(méi)有外部電源供應(yīng)時(shí)，不適合供應(yīng)足夠高的電流 以運(yùn)行一個(gè)指示器，或在不同的特定應(yīng)用條件下，輸出相同的信號(hào)水平。電極中間的同軸電 纜的連接使得應(yīng)用該設(shè)備于一接地開(kāi)關(guān)設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)。此外，該設(shè)備不提供任何冗余系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是得到一個(gè)電容測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備適于上述定義的實(shí)際情況，且輸 出信號(hào)的數(shù)值范圍與應(yīng)用場(chǎng)合的運(yùn)行條件無(wú)關(guān)，并且該設(shè)備能夠用于在氣體絕緣變電站 (GIS)的各種不同的位置，例如，在一個(gè)接地開(kāi)關(guān)中。此外，這種設(shè)備必須是有選擇性的如 果有一個(gè)以上的導(dǎo)體，測(cè)量信號(hào)必須主要依賴正被監(jiān)控的導(dǎo)體，且由于其他導(dǎo)體的影響不 至Ij 10%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用以測(cè)量高壓元件電壓的電容設(shè)備，該設(shè)備具有相對(duì)上述高壓 元件的導(dǎo)電表面，該導(dǎo)電表面包含至少兩個(gè)適于通過(guò)至少一個(gè)輸出電纜平行連接至指示器 和控制裝置的相互分開(kāi)的導(dǎo)電部分，其特征在于包括一連接到地電位的導(dǎo)電的第一層；一絕緣的第二層；一包括至少兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)電部分的第三層；以及至少一個(gè)橋接觸單元，用以允許至少一個(gè)導(dǎo)電部分連接到輸出電纜。優(yōu)選地，該設(shè)備細(xì)長(zhǎng)形狀，其長(zhǎng)度約等于兩倍的寬度。優(yōu)選地，每一導(dǎo)電部分有一個(gè)焊接點(diǎn)，用以連接有關(guān)導(dǎo)電部分與兩個(gè)橋接觸單元 中的一個(gè)，每一個(gè)橋接觸單元連接一個(gè)輸出電纜。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一層包括一具有寬的表面的接地層，一第一橋接觸單 元和一第二橋接觸單元，橋接觸單元的表面積通常小于接地層的表面積，每個(gè)橋接觸單元 通過(guò)一個(gè)焊接點(diǎn)連接到第三層的至少一個(gè)導(dǎo)電部分，從而連接的導(dǎo)電部分的數(shù)量確定工作 表面的大小。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在該設(shè)備中心有一個(gè)孔，它能使一個(gè)可移動(dòng)接觸單元 通過(guò)。第三層有兩個(gè)均勻地延伸覆蓋該設(shè)備表面的分開(kāi)的部分，第一層覆蓋整個(gè)表面， 除去一個(gè)區(qū)域用以覆蓋相互分開(kāi)的橋接觸單元，每個(gè)橋接觸單元首先連接至第三層中所述 的部分之一，并且其次，連接至輸出電纜，該設(shè)備除去被稱為接觸部分的區(qū)域外被覆蓋著一 保護(hù)加工層。本發(fā)明還提供了用于測(cè)量高壓元件電壓的測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括以上定義的至少 兩種設(shè)備，每種設(shè)備包括兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)電部分組成的導(dǎo)電表面，每個(gè)表面面向所述高壓元 件，每個(gè)所述導(dǎo)電部分通過(guò)一個(gè)橋接觸單元和輸出電纜連接至控制裝置。優(yōu)選地，該控制裝置包括指示裝置，用以當(dāng)所述高壓元件中的電壓大于一個(gè)預(yù)定的第一數(shù)值時(shí)發(fā)送一光信號(hào)，該指示裝置通過(guò)一個(gè)所述設(shè)備單獨(dú)供電。該控制裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)第二指示裝置用以當(dāng)所述高壓元件中的電壓低于一個(gè)預(yù)定的第二數(shù)值時(shí)發(fā) 送一光信號(hào)和/或電信號(hào)。本發(fā)明還提供適于利用所述定義的至少一個(gè)設(shè)備的氣體絕緣變電站，該設(shè)備連接 到指示裝置和控制裝置。在第一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)變電站是一個(gè)包括以三角形連接的三個(gè)導(dǎo)體的三相變電 站，本發(fā)明的設(shè)備被置于變電站的氣室內(nèi)，它的縱軸線平行于該導(dǎo)體。在第二個(gè)實(shí)施例中，該變電站是一個(gè)包括置于同一水平面的三個(gè)導(dǎo)體的三相變電 站，本發(fā)明的設(shè)備置于三個(gè)導(dǎo)體中被預(yù)先指定的一個(gè)導(dǎo)體的軸線的沿線上，這些導(dǎo)體是分 開(kāi)的，它的縱軸線垂直于導(dǎo)體的平面，并且與所述預(yù)先指定的導(dǎo)體的軸線相交。優(yōu)選地，對(duì)于每一個(gè)所述的導(dǎo)體而言，該變電站可以包括固定在一個(gè)連接至地面 的裝配板上的一個(gè)固定接地觸點(diǎn)，安裝在一個(gè)非常緊密地固定在裝配板上的接觸箱體里的 一個(gè)固定高壓觸點(diǎn)，該兩個(gè)所述的觸點(diǎn)有一個(gè)內(nèi)部腔，以及一個(gè)桿件形式的可移動(dòng)的接觸 點(diǎn)，并且該固定觸點(diǎn)借助于彈簧接觸力作用于可移動(dòng)觸點(diǎn)，該可移動(dòng)觸點(diǎn)適于在固定接地 觸點(diǎn)中滑動(dòng)并且穿透進(jìn)入該固定高壓觸點(diǎn)，以使該固定高壓觸點(diǎn)連接至該固定接地觸點(diǎn)并 且因此也連接至該裝配板。優(yōu)選地，該裝配板有三個(gè)開(kāi)關(guān)孔，每個(gè)開(kāi)關(guān)孔對(duì)應(yīng)一相，該三個(gè)開(kāi)關(guān)孔處于與裝配 板成直角的一個(gè)水平面，一第一個(gè)延伸穿過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)孔的凹槽，該第一個(gè)凹槽為所述的至 少一個(gè)設(shè)備提供空間，該凹槽的深度大約是所述該至少一個(gè)設(shè)備厚度的兩倍，一個(gè)長(zhǎng)方形 且延伸穿過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)孔的第二個(gè)凹槽，該第二個(gè)凹槽的厚度等于或略大于所述設(shè)備的厚 度，該第二個(gè)凹槽的這樣的長(zhǎng)度和寬度恰好使所述設(shè)備定位于該第二凹槽，以及溝道形式 的第三個(gè)凹槽，形成于第一個(gè)凹槽的長(zhǎng)邊，以容納輸出電纜。優(yōu)選地，該變電站可進(jìn)一步包括具有對(duì)應(yīng)每一相的孔徑的蓋板，該蓋板置于安裝 板下方，用以優(yōu)化電場(chǎng)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該變電站是一個(gè)接地開(kāi)關(guān)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)，特別是本發(fā)明的設(shè)備的結(jié)構(gòu)，并且特別是具有獨(dú)立部分的長(zhǎng)方形的電路印刷板能夠提供 數(shù)據(jù)冗余。長(zhǎng)方形可以使測(cè)量信號(hào)的失真降低到可以在一個(gè)三相氣體絕緣變電站中做特殊 用途，也就是說(shuō)三相中的一相包含在一個(gè)普通的金屬外殼中。由于其體積小和形狀，本發(fā)明的設(shè)備能以各種不同的配置安裝在一個(gè)氣體絕緣變 電站中。本發(fā)明的設(shè)備能夠向顯示器提供能量，而無(wú)需任何外部能源。本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)一步具有以下優(yōu)點(diǎn)它安裝簡(jiǎn)便；它的成本低廉；它要求最低空間；它可靈活應(yīng)用；它很容易提供冗余；
它通過(guò)對(duì)印刷電路板進(jìn)行簡(jiǎn)單變化可以很容易地調(diào)整傳輸比；它很容易適用于接地開(kāi)關(guān)，所以沒(méi)有額外的空間要求。


圖1顯示本發(fā)明的電容測(cè)量設(shè)備。圖2顯示本發(fā)明的設(shè)備的第一個(gè)實(shí)施例，其中，該設(shè)備置于包含三個(gè)以三角形連接的高壓導(dǎo)體的氣體絕緣變電站的腔中。圖3顯示包含具有8個(gè)分開(kāi)部分的第三層的設(shè)備的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖4，5和6顯示在一個(gè)以接地開(kāi)關(guān)形式的氣體絕緣變電站中的設(shè)備的本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例。圖7、8、9和10顯示本發(fā)明及其應(yīng)用于如圖4，5和6顯示的接地開(kāi)關(guān)的另一實(shí)施 例。圖11顯示包含一個(gè)指示裝置、本地自動(dòng)供電和一個(gè)遠(yuǎn)程電壓檢測(cè)單元的本發(fā)明 的測(cè)量系統(tǒng)。圖12顯示包含兩個(gè)冗余遠(yuǎn)程電壓檢測(cè)單元的本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的設(shè)備10，如圖1所示，包括一個(gè)由三層組成的印刷電路板一第一層11是一導(dǎo)電層；一第二層12，由絕緣材料制成，該絕緣層優(yōu)選地由環(huán)氧樹(shù)脂(印oxy)制成，具有極 高的精度的厚度；以及一第三層13是一導(dǎo)電層。該第三層13包括多個(gè)導(dǎo)電部分，如圖1所示的四個(gè)部分14、15、16和17，每一個(gè)部 分被安排與兩個(gè)信號(hào)輸出電纜20和21中至少一個(gè)相連。該第一層11通常與地電位相連。該第三層13面向高壓電極22，例如一個(gè)要被測(cè) 量高壓的導(dǎo)體。由于高壓電極22生成的電場(chǎng)的影響，該第三層13連接到一個(gè)稍微高于地 電位的電壓電平。本發(fā)明的設(shè)備10有兩個(gè)信號(hào)輸出電纜20和21使該設(shè)備連接到檢測(cè)裝置，例如控 制裝置25和發(fā)光顯示器26。如果檢測(cè)到電壓，控制裝置25也能進(jìn)行邏輯判斷，例如關(guān)斷一 個(gè)接地開(kāi)關(guān)或一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)。該顯示器是26光顯示器，例如是一個(gè)具有電路的放電管，用 以向操作者提供信息。該顯示器可安裝在如圖4所示的一個(gè)接地開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)器68上。本發(fā)明的設(shè)備10是一拉長(zhǎng)的形狀。它的長(zhǎng)度通常等于兩倍的寬度。對(duì)應(yīng)于它的 長(zhǎng)度，它的縱軸與正被監(jiān)控的導(dǎo)體22的軸線平行。結(jié)果表明，優(yōu)選地，攜帶其他相的平行導(dǎo) 體中傳輸?shù)男盘?hào)減少至不足正被監(jiān)控的導(dǎo)體中傳輸?shù)男盘?hào)的10%。本發(fā)明的設(shè)備可以適應(yīng)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)61243-5的電壓檢測(cè)系統(tǒng)，這意味著如果該 設(shè)備相關(guān)的導(dǎo)體22正在額定電壓下傳輸電流時(shí)，對(duì)應(yīng)于90v電壓它可以提供2微安的電流 或是對(duì)應(yīng)于4v電壓也可以提供0.67微安的電流。不需要進(jìn)行放大。但是，傳輸電流并且 置于接近與檢測(cè)裝置相關(guān)的導(dǎo)體產(chǎn)生的電壓略低于電壓檢測(cè)系統(tǒng)的門限值。如果有關(guān)相的導(dǎo)體在額定電壓，該設(shè)備必須提供一個(gè)1倍或2倍于該門限值的輸出電壓。該設(shè)備的輸出電壓的范圍根據(jù)情況作調(diào)整。如圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的該設(shè)備10(10')固定于包含三個(gè)伸出該氣 室的三個(gè)導(dǎo)體31、32和33的氣體絕緣變電站(GIS)的氣室30的內(nèi)表面。該設(shè)備可以很好 地均勻地定位于封裝中形成的一個(gè)空腔中，如圖2所示。如圖4所示的一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例 中，該設(shè)備可以緊密地固定于接地開(kāi)關(guān)的裝配板上的一個(gè)接地觸點(diǎn)上。圖3示出本發(fā)明的該設(shè)備的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中第三層50包 括8個(gè)彼此相 互分開(kāi)的部分41至48。在圖3中，盡管看不到，但是第一層49還是被畫(huà)出來(lái)了，并且一個(gè) 絕緣的第二層設(shè)置于第一層49和第三層50之間。每一部分，例如部分41，包括一個(gè)焊接點(diǎn)，例如焊接點(diǎn)51，用以將相應(yīng)部分連接至 橋接觸單元52或54。第一層49包括一具有寬的表面的接地層53，一第一橋接觸單元52和一第二橋接 觸單元54。橋接觸單元52和54的表面積通常小于接地層的表面積。該兩個(gè)輸出電纜57 和58中的任意一個(gè)連接至該橋接觸單元52和54中的任意一個(gè)。根據(jù)檢測(cè)裝置的具體應(yīng) 用，該橋接觸單元52和54中的任意一個(gè)通過(guò)一焊接點(diǎn)51連接至該部分41至48中至少一 個(gè)。該連接的部分41至48的數(shù)量確定工作表面的大小。作為將更多數(shù)量或更少數(shù)量的該部分連接至接觸點(diǎn)的替代，該設(shè)備可以被設(shè)計(jì)成 僅僅包括兩個(gè)該部分(為了允許一個(gè)冗余度)，并且有相同的拉長(zhǎng)尺寸，但是每個(gè)部分具有 不同的表面積。那么，因此可以獲得一個(gè)能方便地調(diào)整相關(guān)的它的表面和它的傳輸比的電 容測(cè)量設(shè)備。在圖4所示的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，這樣一個(gè)設(shè)備固定于一個(gè)接地開(kāi)關(guān)類型的三 相氣體絕緣變電站(GIS)上，并且用以關(guān)斷和釋放該開(kāi)關(guān)的關(guān)閉操作。以相類似的方式，該 設(shè)備可以很好地均勻地定位于一個(gè)斷路器，以便關(guān)斷和釋放該開(kāi)關(guān)的操作。本發(fā)明的該設(shè) 備也可以放置于一單相氣體絕緣變電站。與圖2所示的該三個(gè)相的導(dǎo)體呈三角形配置這種不同的排布相比，如圖4所示，對(duì) 應(yīng)于該三個(gè)相，該三個(gè)導(dǎo)體75，76和77，被放置在一個(gè)平面上。以下描述的這種排布對(duì)應(yīng)于 一個(gè)相，其他兩個(gè)相具有類似的排布。接地開(kāi)關(guān)的這種排布為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。與 之相比，本發(fā)明的該設(shè)備引入的接地開(kāi)關(guān)為首創(chuàng)。該接地開(kāi)關(guān)60包括一個(gè)郁金香形狀的插 座形式的固定接地觸點(diǎn)61，一個(gè)郁金香形狀的插座形式的固定高壓觸點(diǎn)62，以及一個(gè)以桿 件形式的可移動(dòng)的觸點(diǎn)63。該郁金香形狀的插座觸點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)彈簧接觸力作用于該可移動(dòng) 觸點(diǎn)63。一個(gè)具有外殼(casing)65的構(gòu)件密封地固定于安裝板66上。該構(gòu)件65將由驅(qū) 動(dòng)器68驅(qū)動(dòng)控制桿產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換為可移動(dòng)觸點(diǎn)63的直線運(yùn)動(dòng)。該可移動(dòng)觸點(diǎn)63可 以穿透該固定高壓觸點(diǎn)62，并且因此使該固定高壓觸點(diǎn)62與該固定接地觸點(diǎn)61接觸，并且 也使該固定高壓觸點(diǎn)62與連接至地面的裝配板66接觸。一個(gè)絕緣支撐部件70通過(guò)4個(gè) 緊固桿71固定在裝配板66上。一個(gè)接觸點(diǎn)室通過(guò)一個(gè)螺母固定在連接器73上。該接觸 點(diǎn)室72和該連接器73因此可以固定在絕緣支持部件70上。該固定高壓接觸點(diǎn)62安裝在 接觸點(diǎn)室72中。該固定高壓接觸點(diǎn)62以這種方式緊緊地固定在裝配板66上。本發(fā)明該 設(shè)備10安裝在靠近該固定接地觸點(diǎn)61的該裝配板66上。本發(fā)明該設(shè)備的縱軸垂直于該導(dǎo)體75，76和77所在的平面。本發(fā)明的該設(shè)備10 設(shè)置于要進(jìn)行監(jiān)控的導(dǎo)體的軸線延長(zhǎng)線上，例如，在本示例中導(dǎo)體77，以這樣的方式使得該設(shè)備的縱軸與該導(dǎo)體77的縱軸相交。本發(fā)明該設(shè)備呈拉長(zhǎng)形狀。它的長(zhǎng)度約等于其寬度的兩倍。它的縱軸垂直于導(dǎo)體76、76和77形成的平面(參見(jiàn)圖5和6)。在平行于要被測(cè) 量的導(dǎo)體的其他兩個(gè)導(dǎo)體中的傳輸?shù)男盘?hào)因此降低到不足10%的被測(cè)信號(hào)。該完整的接地開(kāi)關(guān)60預(yù)先組裝在裝配板66上，并且形成的組件因此密封固定于 在一個(gè)外殼78上，并且裝配有至少一個(gè)彈簧接觸點(diǎn)79的該連接器73同時(shí)與該高壓導(dǎo)體77 相嚙合。本發(fā)明該設(shè)備10連接至顯示器26，該顯示器26可以通過(guò)一輸出電纜連接至該驅(qū) 動(dòng)器68的氣室。如圖5所示，該裝配板具有一組用以將該板66固定在該外殼78的固定孔85。它 也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的密封手段并且該手段未在圖5中示出。該裝配板66具 有三個(gè)孔86、87和88，每一個(gè)孔對(duì)應(yīng)于一個(gè)相，這些孔設(shè)置于垂直于該裝配板66的一個(gè)平 面，以便允許開(kāi)關(guān)操作。一第一凹槽91延伸到該三個(gè)孔86、87和88并且它的深度約等于 兩倍的本發(fā)明的該設(shè)備的厚度，以便它保留該設(shè)備定位的空間。一第二凹槽92，呈長(zhǎng)方形， 延伸到該孔86并且它的厚度等于或略大于本發(fā)明的該設(shè)備的厚度。該第二凹槽92這樣的 長(zhǎng)度和寬度使得本發(fā)明的該設(shè)備可以設(shè)置于如圖10所示的該凹槽中。一第三凹槽93，呈溝 道形式，形成于該第一凹槽91的長(zhǎng)邊，以便使該輸出電纜通過(guò)。該第三凹槽93終止于通孔 95，在該通孔中一個(gè)密封墊圈被固定以便使輸出電纜密封。一第四凹槽，設(shè)置于該第三凹槽 93對(duì)面，用以支撐該彈簧接觸點(diǎn)。圖6所示為一個(gè)具有對(duì)應(yīng)每個(gè)相的孔徑97，98或99的蓋板96。這些孔徑的邊緣 是半徑約等于該蓋板96厚度的圓。該蓋板，用以優(yōu)化電場(chǎng)(為了避免電場(chǎng)聚集)，設(shè)置于如 圖4所示的裝配板66中。該設(shè)備10的一個(gè)實(shí)施例，正如分別從上和從下看得到的平面示意圖7和8所述， 本發(fā)明的該設(shè)備有一個(gè)中心孔105，該可移動(dòng)接觸點(diǎn)63可通過(guò)該中心孔。該固定孔106和 107用以將該本發(fā)明的設(shè)備10固定在該裝配板66上。該第三層13有兩個(gè)分開(kāi)部分110和 111。這兩個(gè)部分均勻地延伸覆蓋本發(fā)明的該設(shè)備10的表面。該第一層11覆蓋除了用以 分開(kāi)的橋連接單元52和54區(qū)域外的整個(gè)表面。每個(gè)橋連接單元52和54首先連接至該部 分中的一個(gè)110，如圖3所示，并且其次連接至一個(gè)輸出電纜。本發(fā)明的整個(gè)設(shè)備被保護(hù)加 工層113覆蓋，除了用作接觸部分112的區(qū)域和用以使彈簧接觸點(diǎn)連接的區(qū)域。該保護(hù)加 工層的目的是保護(hù)本發(fā)明的該設(shè)備免受由腐蝕氣體造成的損害。該部分110和111的形狀 采用這樣的方式進(jìn)行優(yōu)化是為從要監(jiān)控的導(dǎo)體77到該部分110和到該部分111分別提供 相同的傳輸比。該兩部分110和111設(shè)置在相對(duì)于該三個(gè)導(dǎo)體75、76和77形成的平面的 上部空間和下部空間。產(chǎn)生于該兩個(gè)部分110和111的信號(hào)相同，這使得在相同的探測(cè)器 中使用兩個(gè)冗余部分成為可能。圖9和圖10分別是從上看得到的平面示意圖和一個(gè)截面示意圖，并且它們展示了 設(shè)置于第四凹槽94中的彈簧接觸點(diǎn)79，該接觸點(diǎn)使處于地電位的裝配板66與本發(fā)明的該 設(shè)備10的第一層11在該接觸點(diǎn)部分112相接觸。本發(fā)明該設(shè)備10，帶有電纜57和58，設(shè) 置于該第二凹槽92和該第三凹槽93之間。本發(fā)明的該設(shè)備10利用通過(guò)孔106和107的 鉚釘固定在該裝配板66上。該蓋板96固定于該裝配板66上并且因此連接至地電位。該 第三層13任何地方都不接觸地電位，并且因此可以提供一個(gè)給定的電位作為環(huán)繞電場(chǎng)的 振幅的函數(shù)。
圖11和12所示為根據(jù)本發(fā)明關(guān)于一個(gè)高壓、三個(gè)相、包括三個(gè)電纜R、S和T (統(tǒng) 稱為電纜120)的冗余系統(tǒng)的兩種不同的配置。這里所描述的系統(tǒng)僅僅是針對(duì)一個(gè)相，但對(duì) 于其他相的排布也是相類似。如圖11所示的一個(gè)版本，本發(fā)明的該設(shè)備的一個(gè)部分1(120)連接至一第一電壓 檢測(cè)單元122。這個(gè)單元122靠近于該手工操作設(shè)備，并且如果該相關(guān)相的該導(dǎo)體被通電， 那么該單元發(fā)射一個(gè)光信號(hào)給操作者。這個(gè)系統(tǒng)自我供電，這意味著它可以由本發(fā)明的該 設(shè)備提供的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。它不需要任何額外的能量供應(yīng)。該光指示器可以是一個(gè)帶有工 作在0.5和0.3微安的電路的放電管。本發(fā)明的該設(shè)備的一部分2(121)連接至一個(gè)傳統(tǒng) 的電壓檢測(cè)單元123。該單元由電池124進(jìn)行供電，或者在本示例中，基于安全原因由電池 123和125進(jìn)行供電。該電壓檢測(cè)單元如果其電壓在一個(gè)預(yù)先確定門限值以下時(shí)發(fā)射一個(gè) 光信號(hào)和一個(gè)零電壓的電信號(hào)。如圖12所示的第二個(gè)版本中，本發(fā)明的該設(shè)備的兩部分1和2中的一部分分別連接至該兩個(gè)傳統(tǒng)的電壓檢測(cè)單元130和131中的一個(gè)，每一電壓檢測(cè)單元由一個(gè)電池132 或133供電。如果這兩個(gè)單元中的一個(gè)不再工作，該第二個(gè)能繼續(xù)正常工作。
權(quán)利要求
一種測(cè)量高壓元件電壓的電容設(shè)備(22)，該設(shè)備具有面向所述高壓元件的導(dǎo)電表面，該導(dǎo)電表面包括至少兩個(gè)適于通過(guò)至少一個(gè)輸出電纜平行連接至指示器和控制裝置(25、26)的相互分開(kāi)的導(dǎo)電部分(14、15、16、17)，該設(shè)備的特征在于它包括連接到地電位的導(dǎo)電的第一層(11)；絕緣的第二層(12)；包括至少兩個(gè)相互分開(kāi)的導(dǎo)電部分的第三層(13)；以及至少一個(gè)橋接觸單元，用以允許至少一個(gè)導(dǎo)電部分連接到輸出電纜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，該設(shè)備呈細(xì)長(zhǎng)形狀，其長(zhǎng)度約等于其兩倍的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述每一部分(41-48)有一個(gè)焊接點(diǎn)，用以將有關(guān)部 分連接至該兩個(gè)橋連接單元(52、54)中的一個(gè)，每一個(gè)橋接觸單元連接一個(gè)輸出電纜(57、 58)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，所述第一層(49)包括具有寬的表面的接地層(53)，第 一橋接觸單元(52)和第二橋接觸單元(54)，該橋接觸單元(52和54)的表面積通常小于接 地層的表面積，每個(gè)橋接觸單元(52和54)通過(guò)一個(gè)焊接點(diǎn)(51)連接到第三層的至少一個(gè) 導(dǎo)電部分(41至48)，從而連接的導(dǎo)電部分的數(shù)量確定工作表面的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，該設(shè)備中心有一個(gè)孔，它能使一個(gè)可移動(dòng)接觸單元通過(guò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，所述第三層(13)有兩個(gè)均勻地延伸覆蓋該設(shè)備表面的 相互分開(kāi)的部分(110、111)，該第一層(11)覆蓋整個(gè)表面，除去一個(gè)區(qū)域用以覆蓋相互分 開(kāi)的橋接觸單元(52和54)，首先，每個(gè)橋接觸單元連接至第三層中所述的部分(110、111) 中之一，并且其次連接至輸出電纜，該設(shè)備被部分地覆蓋著一個(gè)保護(hù)加工層(113)。
7.一種用以測(cè)量高壓元件電壓的測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上述任意權(quán)利要求的至少兩種 設(shè)備，所述每種設(shè)備包括兩個(gè)相互分開(kāi)的導(dǎo)電部分組成的導(dǎo)電表面，所述每個(gè)表面面向所 述高壓元件，每個(gè)所述導(dǎo)電部分通過(guò)一個(gè)橋接觸單元和一個(gè)輸出電纜連接至控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)量系統(tǒng)，所述控制裝置包括指示裝置，用以當(dāng)所述高壓元 件中的電壓大于預(yù)定的第一數(shù)值時(shí)發(fā)送光信號(hào)，所述指示裝置僅僅通過(guò)所述設(shè)備供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)量系統(tǒng)，所述控制裝置包括第二指示裝置用以當(dāng)該電壓低 于預(yù)定的第二數(shù)值時(shí)發(fā)送電信號(hào)和/或光信號(hào)。
10.一種適于利用根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的設(shè)備的氣體絕緣變電站，當(dāng)連接 到該指示裝置和該控制裝置(25、26)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變電站，包括以三角形連接的三個(gè)導(dǎo)體(31、32、33)，所述 設(shè)備置于變電站的氣室(30)內(nèi)，它的縱軸線平行于該導(dǎo)體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變電站，包括置于同一水平面的三個(gè)導(dǎo)體(75、76、77)，所 述設(shè)備置于三個(gè)導(dǎo)體中預(yù)先指定的一個(gè)導(dǎo)體的軸線的沿線上，所述導(dǎo)體相互分開(kāi)，它的縱 軸線與導(dǎo)體的平面呈直角，并且與上述預(yù)先指定的導(dǎo)體的軸線相交。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的變電站，包括對(duì)應(yīng)每一個(gè)所述的導(dǎo)體，固定在一個(gè)連接至 地的裝配板(66)上的固定接地觸點(diǎn)(61)，一個(gè)非常緊密地安裝在裝配板(66)上的接觸箱 體(72)里的固定高壓觸點(diǎn)(62)，兩個(gè)所述的觸點(diǎn)有一個(gè)內(nèi)部腔，以及一個(gè)桿件形式的可移 動(dòng)的接觸點(diǎn)(63)，并且該固定觸點(diǎn)(61、62)借助于彈簧接觸力作用于可移動(dòng)觸點(diǎn)(63)，該可移動(dòng)觸點(diǎn)(63)適于在固定接地觸點(diǎn)(61)中滑動(dòng)并且穿透進(jìn)入該固定高壓觸點(diǎn)(62)，以 使該固定高壓觸點(diǎn)(62)連接至該固定接地觸點(diǎn)并且因此也連接至該裝配板(66)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的變電站，所述裝配板(66)有三個(gè)開(kāi)關(guān)孔(86、87和88)，每 個(gè)開(kāi)關(guān)孔對(duì)應(yīng)一相，該三個(gè)開(kāi)關(guān)孔處于與裝配板(66)成直角的一個(gè)水平面，第一個(gè)延伸穿 過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)孔(86、87和88)的凹槽(91)，該第一個(gè)凹槽(91)為所述至少一個(gè)設(shè)備(10)提 供空間，該凹槽的深度約等于所述至少一個(gè)設(shè)備厚度的兩倍，一個(gè)長(zhǎng)方形且延伸穿過(guò)開(kāi)關(guān) 孔(86)的第二個(gè)凹槽(92)，該第二個(gè)凹槽的厚度等于或略大于所述設(shè)備的厚度，該第二個(gè) 凹槽(92)的長(zhǎng)度和寬度使所述設(shè)備(10)定位于該第二凹槽，以及溝道形式的第三個(gè)凹槽 (93)，形成于第一個(gè)凹槽(91)的長(zhǎng)邊，以容納輸出電纜。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的變電站，進(jìn)一步包括具有對(duì)應(yīng)每一相的一孔徑(97、98、99) 的蓋板(96)，該蓋板置于裝配板(66)下方，用以優(yōu)化電場(chǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項(xiàng)所述的變電站，用以切換到地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來(lái)測(cè)量高壓元件(22)電壓的電容設(shè)備和系統(tǒng)以及利用該電容設(shè)備的氣體絕緣變電站。所述設(shè)備具有面向上述高壓元件的導(dǎo)電表面，該導(dǎo)電表面包含至少兩個(gè)適于通過(guò)至少一個(gè)輸出電纜平行連接至指示器和控制裝置(25、26)的相互分開(kāi)的導(dǎo)電部分(14、15、16、17)。該設(shè)備包括連接到地電位的導(dǎo)電的第一層(11)；絕緣的第二層(12)；包括至少兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)電部分的第三層(13)；以及至少一個(gè)橋接觸單元，用以允許至少一個(gè)導(dǎo)電部分連接到輸出電纜。
文檔編號(hào)G01R19/00GK101825653SQ20101011975
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者卡斯騰·波林克, 羅伯特·呂舍爾, 赫拉爾多·帕爾米耶, 雨果·希爾特布龍納 申請(qǐng)人:愛(ài)瑞萬(wàn)T&D股份有限公司