CN109839520B - 用于电力开关装置的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电力开关装置、带传感器装置及绝缘支架的测量装置，其中，传感器装置至少包括用于测量通过某一电路的电流强度或电压参数的一个传感器，可设置在电力开关装置(带有至少有一个电路)的每条电路上的一种测量装置。

Description

用于电力开关装置的测量装置

技术领域

本发明涉及一种带传感器和绝缘支架用于电力开关装置的测量装置，其中传感器装置包括至少用于测量通过某一电路的电流强度或电压参数的一个传感器，并且，电力开关装置至少要有一个电路，其间为每个电路设置一个测量装置。

背景技术

为了记录电路内的能量流，测量负荷电路内的电流和电压。为了测量电流，开关装置中特别使用了变压器测量***。为了测量电压，其在电路分接电压，即例如从外部导体、一次线或开关的极点分接，然后通过电阻器排引导到触发单元中以进行额外的处理。从文献EP 2 590 198A1可知，可以将电压分接头集成在电源开关中。本文件描述了一种电源开关，其具有开关外壳、电子模块以及至少一个用于从一次线分接电压的触点。通过分压器降低分接电压。为了避免高压信号通过带状导体、线路、适配器和电子模块的触点进行不必要地传导，导致污染、高温、漏电以及通过电气或电磁效应干扰电子设备，提出了在开关外壳内设置适配器以便降低一次线的分接电压，其中适配器布置在电子模块的外部。

发明内容

本发明的课题是提供一种用于电力开关装置的测量装置，其中设计电流和或电压测量，使得两个次级测量信号与外部导体的初级输入信号隔离传导。

分别通过如权利要求1所述的测量装置或者如权利要求11所述的电力开关装置完成该任务。后续权利要求详细说明优选实施例及优势的进一步完善。

依据本发明，该测量装置将用于电力开关装置并配备传感器装置，其中传感器装置至少包括测量通过某一电路的电流强度或电压参数的一个传感器。更为可取的是，传感器装置具有至少一个传感器，可分别用于测量开关装置每个电路的电流强度或电压参数。

依据本发明，该测量装置配备带套管的绝缘支架，套管采用电绝缘材料制成，其中套管形成适用容纳电路的空间。根据本发明，传感器装置置于套管外侧。该套管可被具体描述为一个管段或一段空心圆柱体，具有非圆形或非球形横截面，例如矩形横截面。封闭空间沿套管的纵向延伸。为了容纳电路，套管的两端纵向敞开。传感器装置置于封闭空间的外部，并且通过分隔壁与电路分开。

依据本发明，该测量装置的优点在于绝缘支架一方面用于将电路与传感器装置的二次电路隔离，另一方面用作传感器装置的隔离槽。配备容纳电路的套管的绝缘支架的实施例，一方面可将传感器装置置于距电路较近的位置，还可将其置于开关装置的外壳内。

在优选实施例中，绝缘支架具有由电绝缘材料制成的分隔壁，分隔壁从套管径向向外延伸。特别是分隔壁平面延伸，基本上与套管的纵向尺寸成直角。分隔壁为传感器装置创建两个彼此被电隔离的空间，从而有利地防止了不同传感器的相互干扰。因此，用于测量电路中电压的传感器可以非常方便地安装在分隔壁的一侧，而用于测量电流强度的传感器置于分隔壁的另一侧。进一步提出，还可以设置一个以上由电绝缘材料制成的分隔壁，彼此平行，且与套管的纵向尺寸相隔一定距离，以便产生两个以上的电隔离空间。

根据附加的优选实施例，可将电压表设置为测量电压的传感器，其中电压表置于围绕着套管的电路板上。电路板最好平行于分隔壁。这样安排测量通过电路的电流电压的传感器，可以非常节省空间。

在一个优选的实施方案中，可将电路板与分隔壁相连。特别应提出的是，在电路板上至少要设置一个隔离槽以容纳分隔壁的突起。这可使电路板特别容易连接。穿过电路板上的隔离槽后，分隔壁上的突起可在电路板分隔壁的背侧面上变形，以达到永久连接效果。进一步提出，电路板和分隔壁之间的空间可使用电绝缘铸块填充。在此，将电路板紧固到隔离壁还有另外的优点，即填充铸块时，通过铸块的压力防止电路板偏离分隔壁。此外，特别应提出的是，绝缘支架配备外壳，外壳至少部分包围传感器装置。外壳的外壁特别采用电绝缘材料制成，比如，外壳外壁可以径向间隔开并与套管平行。在为圆柱形套管情况下，外壳可以由具有较大直径的类似圆柱形外壳壁构成，与套管同轴放置。分隔壁最好从套管向上延伸至外壳并最好将它们连成一体。

根据附加的优选实施例，电压表在电路板上至少要留置一枚触针，用于分接电路电压。触针最好配有弹簧元件。特别应提出的是，弹簧元件通过预载弹簧将伸缩针压靠在电路上。进一步提出，应为电压表配备分压器，将其放置在电路板上用于降低电路的分接电压。

根据附加的优选实施例，配备测量线圈用作测量电流强度的传感器，其间，测量线圈环绕套管。

原则上，本发明的测量装置仅用于测量电流强度或电压。特别应提出的是，传感器装置分别有测量通过某一电路的电流强度的传感器以及电流电压的传感器，且测量电流强度的传感器(特别是电感器)与测量电压的传感器通过分隔壁分离，尤其是在电路板上。

本发明的另一个课题，是为具有至少一个电路的电开关装置，为其每个电路提供如前所述的一个测量装置。更为可取的是，通过相应测量装置的绝缘支架的套管引导每个电路。

在下文中，将基于示范性实施例参考附图进一步解释本发明。这些实施例仅用于示范，并不限制本发明的总体构思。

附图说明

图1a和1b展示了两个现有技术的电力开关装置；

图2展示了如图1a开关装置拆开的视图；

图3展示了依据本发明的电气开关装置的实施例和依据本发明的测量装置的一个实施例的局部视图，部件分解图局部展示；

图4展示了如图3依据本发明的测量装置的附加视图；

图5展示了如图3依据本发明的测量装置的附加视图；

图6展示了如图3的测量装置的传感器装置的实施例；

图7以不同视图展示如图6的传感器装置；

图8展示了如图6的传感器装置的详情；

图9展示了如图3的测量装置的传感器装置的附加实施例；

图10展示了如图3的测量装置的绝缘支架的详细视图；

图11展示了如图3的测量装置的绝缘支架的分隔壁的详细视图；

图12展示了如图3依据本发明的测量装置的剖视图；以及

图13展示了本发明图12所示测量装置之一的详细剖视图。

具体实施方式

图1a和1b展示了电力开关装置1的两个类似实施例。具体而言，图1a展示了三极开关装置1，图1b展示了四极开关装置1。本发明的特征在开关装置1的展示中未能呈现。

图2展示了如图1a电力开关装置1拆开的视图。该展示如图1a和1b所示，仅用于说明目的，并未呈现出本发明的实施方案。在开关装置1中，除了这里未提及的附加部件之外，还有磁触发器18和转换器外壳16。

图3展示了依据本发明的电力开关装置1的实施例，其中为了清楚起见，这里仅展示了开关设备1的转换器外壳16以及触发机制17的示意图。图1a、1b和2用于阐明转换器外壳16在开关装置中的布置。所示的转换器外壳16没有外壳盖，其将容纳依据本发明的一个具体测量装置，下面将详细描述。如图3所示，电力开关装置1具有四个极，意味着其具有四个电路2，每个电路2与依据本发明的测量装置相联。电路2具有柱形导体部分22和连接器端子21，其以L型直角金属板放置于末端。柱形导体部分22的位置限定了纵向尺寸X。在四个测量装置中，一个在分解图中显示为沿纵向轴线X。附加实施例涉及这一个测量装置，但是同样适用于其他测量装置。

依据本发明的测量装置配备传感器装置5和绝缘支架7。在所示的示范性实施例中，传感器装置5包括用于测量通过电路2的电流强度的传感器6和电流电压的传感器8。依据本发明，绝缘支架7配备套管3，套管采用电绝缘材料制成，套管3形成适合接收电路2的空间。在所示的示范性实施例中，套管3为空心圆柱体，因为电路2在相应部分中有圆柱形导体22。依据本发明，传感器装置5置于套管3的外侧，由此与电路2电隔离。

更为可取的是，绝缘支架7具有分隔壁10，分隔壁也由电绝缘材料制成。分隔壁10从套管3径向向外延伸。分隔壁10将用作测量电流强度的传感器6与用于测量电压的传感器8的隔离。设置电压表8，用作测量电压的传感器8，置于围绕套管3的电路板4上。此外，在电路板4上留置分压器(此处未展示)，以便将电路2的分接电压降低至测量电子装置容许的水平。电路板4上的分压器将在下图6的上下文中进行说明。已知磁触发器18(参见图2)的实施例具有内置分压器。在这种情况下，可以省掉电路板4，电压分接头可在其他适合位置完成电压分接。电路板4和分隔壁10之间的空间使用电绝缘铸块15填充。通过用于测量电流强度的传感器6，设置通常称为Rogowski线圈6的测量线圈6，测量线圈6围绕套管3。此外，如在所示的示范性实施例中，Harvester线圈25可置于套管3上，绝缘层26置于测量线圈6和Harvester线圈25之间。绝缘支架7配备外壳14，至少部分包围传感器装置5。下面将参考其他附图解释依据本发明的测量装置的细节。

图4展示了如图3中依据本发明的测量装置的附加视图。图3中以分解图展示的测量装置，在此处仅展示了其组装后的状态，没有展示铸块15。转换器壳体16的接触弹簧装置20在图3中因为清晰度的原因而被省略，其可以用螺丝拧到转换器外壳16上，用于接收来自测量装置的测量信号。

图5展示了按照本发明图3的测量装置的细节，特别是放置在套管3上的分隔壁10以及电压表8的尚未安装的电路板4。电路板4配有连接电缆19，通过它将测量信号传递到接触弹簧装置20触点。更为可取的是，电路板4可紧固到分隔壁10。出于这些目的，在电路板4中设置两个隔离槽12，每个隔离槽接收分隔壁10的相应突起11。通过突起11的变形，电路板4可持久地固定其在分隔壁10上。因此，当填充铸块15(图4)时，可避免其偏移。

图6展示了电路板4本身，也展示了测量装置传感器装置5的一个实施方案，依据本发明，该测量装置的传感器装置5仅配有一个传感器8，这种情况下是电压表8，下面将进一步说明。电压表8在电路板4上配备分压器9，用于降低从电路2分接的电压(参见图3)。降低的电压作为测量信号通过连接电缆19传输到接触弹簧装置20的触点。

在图7中，传感器装置5，如图6的附加视图所示，以组装后状态展示了电路板4朝向电路2(参见图3)的连接器端子21一侧的状态。电压表8在电路板4上配备接触针23，用于分接电路2的电压，以下将参考图8进行说明。

图8展示了如图7中的传感器装置5的细节，用于分接电路2电压的接触针23，带有的弹簧元件(此处未展示)，其通过预载弹簧将伸缩针24压靠在电路2上，更具体地是，抵靠在电路2的L型直角连接器端子21上，垂直于纵向轴线X放置，在下图12和13的上下文中作进一步说明。

图9展示了测量装置的传感器装置5的附加实施例，其仅包括传感器6，这种情况下，Rogowski线圈6用于测量通过电路2的电流强度。测量线圈6围绕电路2。测量线圈6置于套管3上的有利之处。此外，Harvester圈25可以布置在套管3上，绝缘层26布置在测量线圈6和Harvester线圈25之间。Harvester线圈25用作电源线，比如用于开关装置1的测量电子装置。测量线圈6和Harvester线圈25配备连接电缆(此处未展示)，与接触弹簧装置20(参见图4)的相应触点相连。

图10展示了本发明图3中所示的测量装置的绝缘支架7的详细视图，其中图10展示了图9所示的尚未安装的传感器装置5的绝缘支架7。绝缘支架7配备套管3和外壳14。分隔壁10将参考图11进行说明，其仅在组装测量线圈6和Harvester线圈25后使用(参见图9)。

图11展示了如图3所示的测量装置绝缘支架7的分隔壁10的详细视图。分隔壁10上的轮毂27用于将其固定在绝缘支架7的套管3上。示范性实施例中展示的分隔壁10配有外壳14的外部部件14’。焊锡针28用于连接传感器装置5与接触弹簧装置20。

图12展示了以如图3所示开关装置1的四个测量装置在完整安装状态下的剖视图。图13展示了本发明图12所示测量装置之一的详细剖视图；电路2包括柱形导体部分22和放置在其末端的连接器端子21。柱形导体部分22由绝缘支架7的套管3包围。绝缘支架7的外侧放置了传感器装置5，包括用于测量电流强度的测量线圈6以及电压表8。电压表8配备具有触针23的电路板4，用于分接垂直于纵向轴线X的连接器端子21的端脚电压。电路板4连接到分隔壁10，该分隔壁电隔离电压表8与测量线圈6和Harvester线圈25。利用铸块15，使电路板4深层绝缘并固定。

参考列表

1 电力开关装置

2 电路

3 套管

4 电路板

5 传感器装置

6 测量电流强度的传感器、导体、Rogowski线圈

7 绝缘支架

8 测量电压的传感器、电压表

9 分压器

10 分隔壁

11 突起

12 隔离槽

14，14’ 绝缘支架外壳

15 铸块

16 转换器外壳

17 触发机制

18 磁触发器

19 连接电缆

20 接触弹簧装置

21 连接器端子

22 柱形导体部分

23 触针

24 伸缩针

25 Harvester线圈

26 绝缘层

27 轮毂

28 焊锡针

X 纵向轴线

Claims (8)

1.一种带传感器装置(5)和绝缘支架(7)用于电力开关装置(1)的测量装置，

其中传感器装置至少包括用于测量流经电路(2)的电流强度的电感器(6)和用于测量流经电路(2)的电压参数的传感器(8)，

其特征在于：

绝缘支架(7)配备由电气绝缘材料制成的套管(3)，其间，套管形成适用封闭电路(2)的环绕空间，所述传感器(8)被配置在围绕所述套管(3)的电路板(4)上，并且传感器装置(5)被配置为环形并且围绕套管外侧布置以靠近电路(2)并与电路(2)绝缘，其中，

所述绝缘支架(7)配备外壳(14)、环形的电绝缘铸块(15)和由电气绝缘材料制成的分隔壁(10)，其中所述外壳(14)为圆柱形的，并被布置为与所述套管(3)同轴，所述分隔壁(10)从所述套管(3)向外径向延伸并且向上直至所述外壳(14)以将它们连成一体，所述电感器(6)通过所述分隔壁(10)与所述传感器(8)分隔开，以及

使用所述电绝缘铸块(15)填充所述电路板(4)和所述分隔壁(10)之间的空间，从而防止所述电感器(6)与所述传感器(8)之间的相互干扰。

2.根据权利要求1所述的测量装置，该测量装置的特征在于将电压表当作测量电压的所述传感器，电压表放置在围绕着套管(3)的所述电路板(4)上。

3.根据权利要求2所述的测量装置，该测量装置的特征在于电路板(4)与分隔壁(10)相连。

4.根据权利要求3所述的测量装置，该测量装置的特征在于在电路板(4)上至少设置一个隔离槽(12)以容纳分隔壁(10)的突起(11)。

5.根据权利要求2所述的测量装置，该测量装置的特征在于电压表至少有一枚触针(23)置于电路板(4)上以便分接电路(2)的电压。

6.根据权利要求2所述的测量装置，该测量装置的特征在于电压表的分压器(9)置于电路板(4)上，用于降低电路(2)的分接电压。

7.一种电力开关装置(1)，其至少具有一个电路(2)，其特征在于可为每个电路配备根据前述权利要求之一所述的测量装置。

8.根据权利要求7所述的电力开关装置，该测量装置的特征在于引导每个电路(2)穿过相应测量装置的绝缘支架(7)的套管(3)。