[发明专利]用于电力网的感测缆线

说明书

本发明涉及一种用于在电力网中传输电力的缆线，所述缆线装备有电容性电压传感器，所述电容性电压传感器包括设置在电隔离的导电或半导电材料片段上方的印刷电路板元件(“PCB元件”)，所述电隔离的导电或半导电材料片段被布置在缆线的绝缘层上且能够操作以形成所述电压传感器的感测电容器的电极。本发明还涉及用于接触电力网缆线的导电或半导电层的印刷电路板元件的用途。

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早期实例，其中缆线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。

在德国专利申请DE 3702735 A1中，缆线的电压测量装置包括电容性分压器。作为电容器中的一种，高压电容器是通过隔离缆线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缆线的导电层和屏蔽网之间。

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。所述专利申请公开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。(D8，被视为最接近现有技术)

本发明的目标是改善电压传感器电路和缆线的导电或半导电层之间的电接触和机械接触，其中所述缆线的导电或半导电层被操作为电容性电压传感器的感测电容器的电极。

本发明提供一种用于在电力网中分配电力的感测缆线，所述感测缆线包括内部导体和同中心地布置在所述内部导体的至少轴向区段周围的绝缘层，其中所述感测缆线还包括用于感测内部导体的电压的电容性电压传感器，其特征在于，所述传感器包括印刷电路板元件，所述印刷电路板元件被设置在电隔离的导电或半导电材料片段上方，所述电隔离的导电或半导电材料片段被布置在缆线的绝缘层上且能够操作以形成电容性电压传感器的感测电容器的电极。

印刷电路板(“PCB”)可在若干位置处形成对电隔离的导电或半导电材料片段的电接触。这避免了仅在所述(半)导电材料片段上的一个位置处具有电接触的缺点，即，其首先避免了由于所述一个位置处的不良电接触(例如，如果这个接触不完整、被腐蚀或损坏)所致的问题。例如，在腐蚀或损坏的情况下，在PCB上无法测得电压或仅可测得较低的电压，导致传感器的不正确电压读取。其次，其也避免了由于从(半)导电片段的边缘行进至所述一个接触位置的电子在较长路径上受到(半)导电片段的电阻这一事实而引起的问题。继而所述问题又可以引起电压降，且最终导致在PCB上测得较低(即不太准确)的电压。

相比之下，根据本发明的具有PCB的感测缆线可在PCB上的多个位置处、并因此在(半)导电片段上的多个位置处提供大量接触点。这会形成冗余，以使得单个被腐蚀、不完整或被损坏的接触点不能导致电压的错误测量。另外，大量接触点将缩短电子从(半)导电片段的边缘到PCB上的下一个最近的接触位置所必须行进的路径。这会产生小得多的电压降和电压读数的较高准确度。

根据本发明的具有包括PCB的电容性电压传感器的感测缆线还提供了另外的优点：PCB能够支撑多个可以起到其它作用的电子元件，例如形成用于温度补偿的电子电路的元件。

感测缆线是与传感器相结合或包括传感器的缆线。根据本发明的缆线包括用于传导电力的内部导体，以及同中心地布置在所述内部导体的至少轴向区段周围的绝缘层。所述绝缘层可被直接布置在内部导体上。

根据本发明的感测缆线包括用于感测所述内部导体的电压的电容性电压传感器。所述传感器可以适用于感测所述内部导体相对于电接地电势或相对于另一电势的电压。

电容性电压传感器包括感测电容器。在根据本发明的感测缆线中，感测电容器的一个电极可为内部导体、或电连接至所述缆线的内部导体的导电元件。所述缆线的绝缘层能够操作以形成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缆线的绝缘层的一部分。