CN112236681B - 阻抗组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在分压器中使用的阻抗组件(120)，该分压器用于感测在配电网络中分配电能的电力承载导体(10)的至少1kV的AC升高电压。阻抗组件包括a)PCB(170)；b)高压触点(80)，该高压触点用于连接到电力承载导体；c)PCB上的第一多个阻抗元件(70)，该第一多个阻抗元件连接到高压触点并且彼此串联，以便能够以第一分压器(20)操作以用于感测电力承载导体的电压；以及d)PCB上的第二多个阻抗元件(71)，该第二多个阻抗元件连接到高压触点并且彼此串联，以便能够以第二分压器(21)操作以用于从电力承载导体采集电能。

Description

阻抗组件

本公开涉及分压器，这些分压器可用于感测中压(MV)或高压(HV)电力电缆的内部导体或配电网络中的架空电力线的电压。具体地，本发明涉及可容纳在用于使此类电力电缆绝缘的可收缩或可膨胀或弹性套筒中的此类分压器。本发明还涉及允许采集电能的分压器组件。

在诸如配电网络的长距离上的电力分配通常使用几十或几百安培的交流电(“AC”)在72千伏(“kV”)或更高的高电压下或者在介于1kV与72kV之间的中电压下进行。为了更密切地监测其配电网络的状态，许多运营商在电力电缆的端部处(例如靠近电缆终端、电缆接头或可插拔连接器)部署电压传感器。这些电压传感器中的一些电压传感器使用连接在电缆的电力承载导体的升高电压(即中电压或高电压)与电接地之间的分压器，即串联连接的阻抗元件的链，从该分压器可在阻抗元件中的两个阻抗元件之间拾取与升高电压成比例的信号电压。通常选择此类分压器的比例因子(即，分压比)使得信号电压在介于1伏与100伏之间的范围内，使得公共电子电路可处理信号电压并且从其导出升高电压，并且使其可供网络运营商使用。

用于感测HV/MV电力电缆的内部导体的升高电压的分压器是已知的，例如从德国专利申请DE 3702735 A1中得知。分压器可由多个电阻器、电容器或电感器形成。在本公开中，电阻器、电容器和电感器被统称为阻抗元件。

在具体应用中，此类串联连接的阻抗元件的链已被组装在阻抗组件中，该阻抗组件可以节省空间的方式容纳在电缆终端、电缆接头或可插拔连接器的绝缘材料中。欧洲专利申请EP 3 223 024 A1描述了一种用于使MV/HV电力导体绝缘的弹性套筒，以及布置在套筒的腔中的分配器组件。

用于处理信号电压的电子电路需要低电压(通常为几伏)下的电力用于其自身操作。从电力电缆分接该操作电力将需要将升高电压向下变换至几伏，这继而需要充分绝缘的变压器。从外部供应操作电力需要从电源插座到电路的额外布线，但只有少数开关站配备有电源插座。因此，这些传统的解决方案与额外的成本、附加的设备、安装的手工劳动相关联，并且因此是不期望的。

本公开试图解决这些缺点。在第一方面，它提供了一种用于在分压器中使用的阻抗组件，所述分压器用于感测在配电网络中分配电能的电力承载导体的至少1kV对地的AC升高电压，其中所述阻抗组件包括

a)印刷电路板；

b)外部可触及高压触点，所述外部可触及高压触点用于连接到所述电力承载导体；

c)第一多个阻抗元件，所述第一多个阻抗元件被布置在所述印刷电路板上并且电连接到所述高压触点并且彼此串联，以便能够以第一分压器操作以用于感测所述电力承载导体的所述升高电压；

其特征在于，所述阻抗组件还包括

d)第二多个阻抗元件，所述第二多个阻抗元件被布置在所述印刷电路板上并且电连接到所述高压触点并且彼此串联，以便能够以第二分压器操作以用于从所述电力承载导体采集电能。

根据本公开的阻抗组件提供了允许从电力承载导体采集能量的第二多个阻抗元件。这种所采集的电力可被供应给电子电路，例如用于处理从第一分压器拾取的信号电压的电路。这使得不再需要为电路提供单独的电源，并且允许在没有外部电力可用的地方部署电压传感器。

而且，第二多个阻抗元件与第一多个阻抗元件被布置在同一印刷电路板(“PCB”)上。这种布置可使得不再需要为第二多个阻抗元件提供专用支撑件，并且不需要单独地使专用支撑件和第二多个阻抗元件绝缘。因此，根据本公开的阻抗组件节省了成本和空间。

本公开的阻抗组件用于在电力承载导体的升高电压与电接地之间电连接到电力承载导体。为了连接到电力承载导体，阻抗组件包括高压触点。该触点是外部可触及的，使得例如导线或另一导电元件可例如通过焊接机械并电连接到该触点。在该示例中，导线的一端可连接到高压触点，并且导线的相对端可连接到电力承载导体。“外部可触及的”是指触点可从阻抗组件外部触及。

第一多个阻抗元件和第二多个阻抗元件两者电连接到高压触点，使得一旦将高压触点连接到电力承载导体，它们就连接到电力承载导体。

高压触点可为例如PCB上的焊接触点，或者为包括在阻抗组件中的插头、插座或连接器的触点，使得与电力承载导体的电连接可经由导线的端部处的匹配插座、插头或连接器建立，该导线的相对端可连接到电力承载导体。

一般来讲，电力承载导体为适用于在配电网络中(即，在几十或几百安培的电流下和在至少1kV的电压下)分配电能的导体。电力承载导体可为或可包括例如MV或HV电力电缆的内部导体。另选地，电力承载导体可为或包括例如汇流条。

阻抗元件可为例如电阻器、电容器或电感器。多个阻抗元件可包括一个电阻器和一个或多个电容器。多个阻抗元件可包括一个电阻器和一个或多个电感器。多个阻抗元件可包括一个电感器和一个或多个电容器。一般来讲，多个阻抗元件可包括一个或多个电阻器、和/或一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。因为易于以适中的成本获得，所以电阻器、电容器和电感器是形成分压器的特别合适的元件。另外，电阻器、电容器和电感的电特性通常是精确指定的。

阻抗元件的标称阻抗在阻抗元件为电阻器的情况下以欧姆为单位测量，在阻抗元件为电容器的情况下以法拉为单位测量，并且在阻抗元件为电感器的情况下以亨利为单位测量。

在本公开中，表达“印刷电路板”或同义词“PCB”旨在包括所有类型的PCB，具体地刚性PCB和柔性PCB、单层PCB和多层PCB、聚合物PCB和陶瓷PCB、矩形PCB和非矩形PCB。

分压器可用于感测电力承载导体的升高电压(“感测分压器”)或用于从电力承载导体的升高电压采集电能(“采集分压器”)。这两种类型的分压器由彼此串联电连接以便形成电链的多个电阻器、电容器或电感器形成。在本公开中，电阻器、电容器和电感器被统称为阻抗元件。一般来讲，分压器的一端电连接到待测量或待采集的升高电压，而相对端连接到较低压或电接地上。由更多数量的串联连接的阻抗元件形成的分压器可能是有利的，因为跨阻抗元件中的每个阻抗元件的电压降小于跨仅几个(例如，两个)阻抗元件的电压降，从而减少电应力和故障风险。

一般来讲，分压器包括形成分压器的高电势部分的一个或多个阻抗元件，以及形成分压器的低电势部分的一个或多个阻抗元件。拾取触点通常设置在高电势部分与低电势部分之间。拾取触点可用于不同目的，诸如从分压器拾取信号(在这种情况下，其可被称为“信号触点”)或从分压器采集能量(在这种情况下，其可被称为“采集触点”)。因此，信号触点可在第一多个阻抗元件中的两个阻抗元件之间连接到第一多个阻抗元件。采集触点可在第二多个阻抗元件中的两个阻抗元件之间连接到第二多个阻抗元件。

在根据本公开的阻抗组件中，第一分压器为感测分压器。在感测分压器中，可从信号触点拾取分压或“信号电压”，该分压或“信号电压”与电力承载导体的AC升高电压成比例地变化。

感测分压器的比例因子(即，感测分压器的分压比)通常为高电势部分的总阻抗与低电势部分的总阻抗的比率。电布置在信号触点与高压触点之间的阻抗元件形成高电势部分，而电布置在信号触点与较低压或电接地之间的阻抗元件形成分压器的低电势部分。

因此，在某些实施方案中，根据本公开的阻抗组件还包括连接到第一多个阻抗元件的信号触点，以便提供与电力承载导体的升高电压成比例变化的信号电压。

该第二分压器为采集分压器。在采集分压器中，可通过采集触点来采集电流，该采集触点像感测分压器中的信号触点那样电连接。采集触点可在第二多个阻抗元件中的两个阻抗元件之间连接到第二多个阻抗元件。在某些实施方案中，阻抗组件因此还包括连接到第二多个阻抗元件以便允许从电力承载导体采集电能的采集触点。

在根据本公开的阻抗组件中，第一多个阻抗元件可形成第一分压器的高电势部分。形成第一分压器的低电势部分的其他阻抗元件可包括或可不包括在阻抗组件中。它们可例如被布置在阻抗组件的外部，诸如在单独的电子容器中。在任何情况下，信号触点可被布置在阻抗组件中或阻抗组件上，或者其可被布置在阻抗组件的外部，例如布置在电子器件容器中或电子器件容器上。

另选地，在根据本公开的其他阻抗组件中，第一多个阻抗元件可形成第一分压器的高电势部分和低电势部分两者。换句话讲：第一多个阻抗元件中的某些阻抗元件可形成高电势部分，而第一多个阻抗元件中的其他阻抗元件可形成第一分压器的低电势部分。在这种情况下，信号触点优选地被布置在阻抗组件中或阻抗组件上。

第一分压器适用于感测电力承载导体的升高电压。对于这种感测，有利的是，高压触点与电接地或低电压之间的阻抗元件链提供更高的总阻抗，使得仅小电流流过第一分压器并且电损耗更小。然而，对于能量采集，通常有利的是，高压触点与电接地或低电压之间的阻抗元件链提供较低的总阻抗，使得更大的电流可流动并且更多的能量可被采集。

在期望以高精度感测电力承载导体的升高电压的情况下，必须更精细地知道升高电压与信号电压之间的比例因子。这需要精确地确定感测分压器的分压比，即高电势部分和低电势部分的总阻抗的比率。因此，用在感测分压器中的第一多个阻抗元件中的阻抗元件通常被选择用于其实际阻抗值的更大精度(例如，与其以欧姆、法拉或亨利为单位的标称阻抗值的偏差小于5％)。为了使分压比随温度变化而变化很小，通常还针对其实际阻抗值随温度的特别小的变化来选择在感测分压器中使用的第一多个阻抗元件中的阻抗元件。

精度在第二(采集)分压器中通常不那么受关注，因为电子电路可用在其标称值附近的宽范围内变化的供电电压来操作。因此，在第二分压器中使用的第二多个阻抗元件中的阻抗元件通常不是为了其实际阻抗值的更大精度或为了随温度的变化而选择的。

在根据本公开的阻抗组件中，第二多个阻抗元件可形成第二分压器的高电势部分。形成第二分压器的低电势部分的其他阻抗元件可包括或可不包括在阻抗组件中。它们可例如被布置在阻抗组件的外部，诸如在单独的电子容器中。在这种情况下，信号触点可被布置在阻抗组件中或阻抗组件上。

另选地，在根据本公开的其他阻抗组件中，第二多个阻抗元件可形成第二分压器的高电势部分和低电势部分两者。换句话讲：第二多个阻抗元件中的某些阻抗元件可形成高电势部分，而第二多个阻抗元件中的其他阻抗元件可形成第二分压器的低电势部分。在这种情况下，信号触点优选地被布置在阻抗组件中或阻抗组件上。

第二多个阻抗元件可采集的电能可用于为任何种类的电气或电子装置供电。具体地，它可用于为处理单元供电，该处理单元处理由第一多个阻抗元件提供的信号电压，并且由此感测电力承载导体的升高电压。为此，处理单元可包括处理信号电压的电气或电子电路。根据情况，此类电路需要至少10mW、至少20mW、至少50mW或至少100mW来操作。大多数情况下，50mW足以操作此类处理单元。

因此，在某些实施方案中，第二多个阻抗元件的相应阻抗被选择为使得第二分压器能够从电力承载导体采集至少50毫瓦(mW)的电能。

在某些实施方案中，第二多个阻抗元件被包括在无电感器降压转换器中，以将电力承载导体的升高电压转换成400伏或更小的电压。这将允许采集更多电能并为上述电子电路供应更多电力。

在这些实施方案中的某些实施方案中，无电感器降压转换器将电力承载导体的升高AC电压的正半波和负半波转换成400伏或更小的电压。这可有助于避免第二多个阻抗元件内(即，采集分压器的)某些电容器上的DC负载，从而提高采集分压器的可靠性和/准确性。

在某些实施方案中，其中阻抗组件包括如上所述的信号触点，导线被固定(例如，焊接)到信号触点。导线将信号电压引导到阻抗组件外部的处理单元，其中电气或电子电路处理该信号电压以便确定电力承载导体的实际电压。阻抗组件与处理单元之间的硬接线连接是可靠的，但在这两个部件中的一个失效并且需要更换的情况下，使得难以将阻抗组件与处理单元分离。

因此，可分离且可重新连接的连接可能是期望的。为此，可提供包括在阻抗组件中的可分离且可重新连接的接口连接器，其中一个连接器触点连接到信号触点。接口连接器有利于与导线或电缆的端部上的对应插头配合，该导线或电缆可将信号电压引导到处理单元上。

因此，在某些实施方案中，如本文所述的包括信号触点的阻抗组件还包括用于与对应插头机械和电配合的接口连接器，其中接口连接器包括用于将电信号传输到插头中的多个连接器触点，并且其中连接器触点中的一个连接器触点电连接到信号触点。

根据本公开，第一多个阻抗元件和第二多个阻抗元件被布置在PCB上。因此，PCB可支撑第一多个阻抗元件和/或第二多个阻抗元件。PCB可包括用于将阻抗元件彼此电连接的导电迹线。此类导电迹线可被布置在PCB的外表面上或可被布置在PCB内，例如在多层PCB的内层上。PCB上或PCB中的此类导电迹线可将第一多个阻抗元件中的某些或所有阻抗元件与第一多个阻抗元件中的一个或多个相应的相邻阻抗元件连接。类似地，PCB上或PCB中的此类导电迹线可将第二多个阻抗元件中的某些或所有阻抗元件与第二多个阻抗元件中的一个或多个相应的相邻阻抗元件连接。

然而，另选地，阻抗元件可被布置在PCB上，而它们之间的电连接可由不包括在PCB中的元件形成，例如由外部导线或外部连接器或另外的PCB形成。

第一多个阻抗元件中的阻抗元件(以及第二多个阻抗元件中的阻抗元件)彼此串联电连接。因此，除了在该“链”的端部处的阻抗元件之外，阻抗元件在一个电相邻的阻抗元件和另一个电相邻的阻抗元件之间电连接。

在阻抗元件链的高压端处的最后一个阻抗元件连接到高压触点。由此，它将第一分压器或第二分压器的高电势部分连接到高压触点，并且在使用中连接到电力承载导体的升高电压。在使用中，在阻抗元件链的相对的低压端处的最后一个阻抗元件可电连接到电接地或低电压上的元件，由此第一分压器或第二分压器的低电势部分接地或连接到低电压。

在(第一或第二)分压器的低电势部分不包括在阻抗组件中的情况下，在阻抗元件链的相对的低压端处的最后一个阻抗元件在使用中可电连接到相应(第一或第二)分压器的低电势部分，该低电势部分继而接地或连接到低电压。

一般来讲，PCB上的第一多个阻抗元件或第二多个阻抗元件中的阻抗元件的布置不受特别限制。在根据本公开的阻抗组件的某些实施方案中，PCB具有第一主外表面和相对的第二主外表面，诸如平行于第一主表面的相对的第二主表面。在这些实施方案中的一些实施方案中，第一多个阻抗元件被布置在第一主外表面上，并且第二多个阻抗元件被布置在第二主外表面上。

在这些实施方案中的某些其他实施方案中，第一多个阻抗元件被布置在第一主外表面上，并且第二多个阻抗元件也被布置在第一主外表面上。

在某些实施方案中，第一多个阻抗元件中的某些阻抗元件被布置在第一主外表面上，并且第一多个阻抗元件中的某些其他阻抗元件被布置在PCB的第二主外表面上。

在根据本公开的阻抗组件的某些实施方案中，第二多个阻抗元件中的每个阻抗元件被布置成与第一多个阻抗元件中的对应阻抗元件直接相对，即，仅由PCB的厚度分开。这种布置的效果在于，“感测”阻抗元件(即，第一多个阻抗元件)在相对的“采集”阻抗元件(即，第二多个阻抗元件)的方向上“看到”的电场梯度可减小。第二多个阻抗元件因此为与它们相对布置的第一多个阻抗元件提供一定形式的电屏蔽。这种减小的电场梯度可减小来自第一多个阻抗元件的通过PCB的寄生电流。这可最终导致第一(“感测”)分压器的更高测量准确性和电力承载导体的电压的更精确感测。

因此，在某些实施方案中，其中第一多个阻抗元件被布置在第一主外表面上，并且第二多个阻抗元件被布置在第二主外表面上，第一多个阻抗元件中的第一阻抗元件被布置在第一主外表面上的第一位置处，并且第二多个阻抗元件中的第一阻抗元件被布置在第二主外表面上的相同的第一位置处。

为了甚至更好地屏蔽，可能期望将第二多个阻抗元件中的第二阻抗元件与第一多个阻抗元件中的对应第二阻抗元件相对地放置。因此，在上述实施方案中的某些实施方案中，第一多个阻抗元件中的第二阻抗元件被布置在第一主外表面上的第二位置处，并且第二多个阻抗元件中的第二阻抗元件被布置在第二主外表面上的相同的第二位置处。

在本公开中，如果第一阻抗元件被布置在具有第一外表面和平行的第二外表面的平坦PCB的第一主表面上的特定二维位置，并且第二阻抗元件被布置在PCB的第二主表面上的相同二维位置，使得阻抗元件仅在PCB的厚度方向上而不是在PCB的平面内方向上彼此分离，则阻抗元件被理解为与PCB上的另一阻抗元件直接相对地布置。

布置在PCB的一个主表面上的阻抗元件可以不同的图案几何地布置。阻抗组件在升高电压上的元件和低电压或电接地上的元件之间物理地延伸。该电压降需要由串联连接的阻抗元件链来适应，例如由第一多个阻抗元件中的那些阻抗元件和由第二多个阻抗元件中的那些阻抗元件来适应。阻抗元件链的线性布置，即其中阻抗元件被布置成形成直行的布置，是有利的，因为这降低了阻抗元件之间，具体地相同链的阻抗元件之间(即，在相同的多个阻抗元件内)电击穿的风险。在此类线性布置中，电压降在某种程度上沿阻抗元件链均匀分布。

电学上稍不优选的布置是两行阻抗元件的布置。在此类布置中，第一行可由第一链(或第二链)的第一阻抗元件、第三阻抗元件、第五阻抗元件、第七阻抗元件等形成，并且第二行可由第一链(或第二链)的第二阻抗元件、第四阻抗元件、第六阻抗元件、第八阻抗元件等形成。因此，链可以不是直线布置，使得其阻抗元件形成单行，而是相反，链可以Z形布置，使得其阻抗元件形成两个平行的直行。

因此，在某些实施方案中，第一多个阻抗元件被布置成形成阻抗元件的一个直行或阻抗元件的两个直行。独立于第一多个阻抗元件的布置，第二多个阻抗元件可被布置成形成阻抗元件的一个直行或阻抗元件的两个直行。

如果从阻抗组件的高压端到低压端的电压降特别平滑或甚至沿着串联连接的阻抗元件链的长度方向，则阻抗组件的元件之间电击穿的风险较低。为此，在某些实施方案中，第一多个阻抗元件中的所有阻抗元件具有相同的标称阻抗。在这些实施方案中的某些实施方案中，第二多个阻抗元件的所有阻抗元件也具有相同的标称阻抗，该标称阻抗可不同于第一多个阻抗元件的标称阻抗。

因此，在某些实施方案中，第一多个阻抗元件中的每个阻抗元件具有相同的第一标称阻抗，并且/或者第二多个阻抗元件中的每个阻抗元件具有相同的第二标称阻抗。

第一多个阻抗元件被布置在PCB的第一主外表面上成第一直行并且第二多个阻抗元件被布置在PCB的第二主外表面上成第二直行的此类设计是特别有利的。第二直行可平行于第一直行。

一般来讲，在本公开的上下文中，术语“阻抗元件”是指电容器、电阻器或电感器。阻抗元件，即电容器、电阻器或电感器，可以是分立阻抗元件，即分立电容器、分立电阻器或分立电感器。如本文所用，分立阻抗元件是独立于其他电元件、独立于PCB或独立于PCB上的导电迹线而存在的单独电元件。具体地，分立阻抗元件不是由PCB的外表面上或PCB中的导电迹线形成的。

具体地，分立阻抗元件可为表面贴装的分立阻抗元件，即，可安装在PCB的外表面上的阻抗元件。

在某些实施方案中，第一多个阻抗元件中的每个阻抗元件是分立的表面贴装电容器，并且/或者第二多个阻抗元件中的每个阻抗元件是分立的表面贴装电容器。

具有在纳法和皮法范围内的合适电容的分立表面贴装电容器可以高标称精度额定值商购获得，并且因此可用于根据本公开的阻抗组件中。另外，只要PCB的主外表面是可触及的，就可更容易地更换分立的表面贴装电容器。

如果升高电压被更多数量的阻抗元件分压，而不是被更少的阻抗元件分压，则跨阻抗元件链中(即，第一多个阻抗元件中或第二多个阻抗元件中)的每个阻抗元件的电压降较小。因此，对相应链的各个阻抗元件的电压承受的要求可更低。

因此，在本公开的某些实施方案中，第一多个阻抗元件包括超过二十个阻抗元件，并且/或者第二多个阻抗元件包括超过二十个阻抗元件。

为了更好地保护根据本公开的阻抗组件免受电击穿和/或防止在各个阻抗元件之间形成电弧，阻抗组件可部分地或完全地嵌入或封装在电绝缘封装主体中。封装主体可为其封装的元件提供附加的电绝缘。它还可提供附加的保护，以防止机械冲击、化学冲击或环境冲击。

阻抗组件的印刷电路板的一部分或整个印刷电路板可被封装在封装主体中。独立于其他元件的封装，第一多个阻抗元件中的一些或所有阻抗元件可被封装在封装主体中。独立于其他元件的封装，第二多个阻抗元件中的一些或所有阻抗元件可被封装在封装主体中。

封装主体可与其封装的元件的外表面直接表面接触，诸如与阻抗元件的外表面或与印刷电路板的外表面直接表面接触。

封装主体可为可变形的，例如弹性的，或者其可为刚性的。可变形封装主体可有利于将阻抗组件***套筒的腔中，特别是如果套筒具有低弹性。然而，刚性封装主体可为阻抗组件提供更高的刚度，并且有利于将阻抗组件***弹性套筒(例如，电缆终端、电缆接头或电缆连接器的套筒)的腔中。

因此，在某些实施方案中，阻抗组件的至少一部分被封装在刚性电绝缘封装主体中。

封装主体可形成平滑的外表面。当阻抗组件被布置在腔中时，此类平滑的外表面可减少阻抗组件与腔的内壁之间的空隙的数量和尺寸。

封装主体可由树脂组成。树脂可为硬化树脂。硬化树脂可由可固化液体树脂硬化。具有阻抗元件的PCB可在树脂为液体时浸没在可固化液体树脂中。然后可将树脂固化并使其凝固和硬化，使得其形成固体封装主体。

封装主体可为透明的。这可有利于对阻抗组件、阻抗元件和印刷电路板的目视检查。

本公开还提供了一种感测组件，该感测组件包括如本文所述的阻抗组件和电连接到第一多个阻抗元件的处理单元。处理单元可适用于处理信号电压并且感测电力承载导体对地的AC升高电压。处理单元可为例如具有电子电路的PCB，该电子电路用于处理信号电压并生成指示由感测分压器感测的电力承载导体的AC升高电压的电信号。

在阻抗组件包括提供与电力承载导体的升高电压成比例变化的信号电压的信号触点的情况下，处理单元优选地电连接到信号触点。

在一些实施方案中，处理单元由外部电源提供电力。然而，在其他优选的实施方案中，处理单元由第二分压器采集的电能供电。通过由第二多个阻抗元件采集的能量为处理单元供电允许电压传感器更独立地放置在电力承载导体上，因为既不需要外部电源也不需要通向该外部电源的任何电缆。

因此，一般来讲，本公开还提供了感测组件，所述感测组件包括

a)阻抗组件，所述阻抗组件包括连接到所述第一多个阻抗元件的信号触点，以便提供与所述电力承载导体的所述升高电压成比例变化的信号电压，以及

b)处理单元，所述处理单元电连接到所述信号触点并且由所述第二分压器采集的电能供电，以用于处理所述信号电压并且感测所述电力承载导体对地的所述AC升高电压。

在此类感测组件中，所述处理单元可包括天线，所述天线用于无线传输指示电力承载导体对地的AC升高电压的信号。无线传输使得不再需要有线连接。在处理单元通过由第二多个阻抗元件采集的能量供电的情况下，无线传输允许将电压传感器完全独立地放置在电力承载导体上，因为电源和数据传输都不需要有线连接。处理单元可将信号无线传输到所谓的RTU，以使所感测的电压的值可供网络运营商使用。

在某些实施方案中，处理单元包括蓝牙接口，该蓝牙接口用于根据2019年4月26日生效的国际电工委员会IEC标准60870的第5部分中所述的协议(例如根据2019年4月26日生效的协议IEC 60870-5-103)无线传输信号。

一般来讲，根据本公开的阻抗组件可独立于电缆终端、电缆接头或可插拔电缆连接器放置，前提条件是其为适当绝缘的。其在电缆终端、电缆接头或可插拔连接器的绝缘套筒的腔中的放置利用这些附件的现有绝缘来使阻抗组件绝缘。

在套筒的腔不提供足够的空间来容纳如上所述的处理单元的情况下，可能有必要提供单独的壳体，诸如RTU盒，以容纳处理单元。

然而，在某些感测组件中，处理单元不仅可连接到用于感测电力承载导体的电压的阻抗组件，而且可连接到用于感测通过电力承载导体的电流的电流传感器。在这些感测组件中，处理单元可容纳在电流传感器的壳体中。

因此，如上所述的感测组件还可包括连接到处理单元的用于感测通过电力承载导体的电流的电流传感器，以及包括电流传感器的部件的壳体，其中处理单元被布置在该壳体中。

本公开还提供了一种用于在配电网络中分配电能的电力网络，该电力网络包括如本文所述的阻抗组件或包括如上所述的感测组件。

现在将参考例示本发明的特定实施方案的以下附图更详细地描述本发明，其中相同的元件用相同的附图标号表示。

图1示出分压器的原理的电路图；

图2包括根据本公开的第一阻抗组件的电路图的略图；

图3第一阻抗组件的剖视图；

图4嵌入封装主体中的第一阻抗组件的剖视图；

图5根据本公开的第二阻抗组件的上侧的平面图；

图6第二阻抗组件的下侧的平面图；

图7封装在固体封装主体中、布置在可弹性膨胀的电缆套筒中的根据本公开的阻抗组件的剖视图；

图8封装在固体封装主体中、布置在可弹性膨胀的电缆套筒中的图7的阻抗组件的透视图；

图9封装在封装主体中、布置在电力电缆的端部处的终端中并且连接到外部处理单元的第四阻抗组件的***略图；

图10封装在封装主体中、布置在电力电缆的端部处的终端中并且连接到另选的处理单元的第四阻抗组件的***略图；

图11用于无电感器降压转换器的电路图；并且

图12用于另选的无电感器降压转换器的电路图。

图1的电路图示出了用于感测配电网络中的电力承载导体10(诸如MV/HV开关设备中的汇流条或配电网络中的MV/HV电力电缆的中心导体)的AC升高电压的分压器的原理。该原理可用于包括根据本公开的阻抗组件的分压器中。当使用时，电力承载导体10处于相对于电接地的介于1kV与100kV之间的中电压或高电压(即，“网络电压”)下，并且传导数十安培至多达数百安培的交流电(AC)。

分压器20包括高电势部分，即高压侧40或电缆侧40，以及低电势部分，即低压侧50或接地侧50。它还包括用于连接到电接地30的信号触点60和接地触点35。为了感测电力承载导体10的电压，将电缆侧40传导地连接到电力承载导体10，并且将接地侧50连接到电接地30。可在电缆侧40与接地侧50之间的信号触点60处拾取分压。分压与电力承载导体10的电压成比例，其中比例因子为分压器20的分压比。通过测量分压，该比例用于感测电力承载导体10的电压。

图1所示的分压器20为用于感测交流(AC)电压的电容式分压器20。其电缆侧40由三个分压阻抗元件70组成，它们串联电连接在高压触点80与信号触点60之间。信号触点60提供对分压的触及。分压阻抗元件70中的每个分压阻抗元件可为电容器、电阻器或电感器。

分压器20的接地侧50包括单个阻抗元件90，被称为低压阻抗元件90。该低压电容器连接在信号触点60与电接地点30之间。分压器20的分压比被定义为接地侧50的总阻抗与电缆侧40的总阻抗的比率。如果分压比为例如1:10'000，并且电力承载导体10处于50kV下，则分压器20在信号触点60处的输出电压为约5V。该量值的电压可由标准电子电路处理。

在分压器20的电缆侧40上，电力承载导体10的电压跨三个分压阻抗元件70从50kV下降到约5V。

图2的电路图示出了根据本公开的第一阻抗组件120的元件。电力承载导体10为MV电力电缆100的中心导体10，该中心导体被绝缘层110包封。中心导体10经由导线130电连接到第一阻抗组件120。

阻抗组件120包括在一个PCB 170上的两个分压器的元件：首先，其包括第一分压器20(“感测分压器”20)的高压侧40，该第一分压器可操作以感测电力电缆100的中心导体10的AC升高电压。其次，阻抗组件120包括第二分压器21(“采集分压器”21)的高压侧41，该第二分压器可操作以从中心导体10采集电能。

在其高压侧40之外，感测分压器20包括低压接地侧50，在图2的实施方案中，该低压接地侧被布置在与高压侧40相同的印刷电路板170上，但另选地，该低压接地侧可与阻抗组件120分开布置。接地侧50包括电连接到高压侧40的信号触点60的低压感测电容器150。该低压感测电容器150对应于图1中的低压阻抗90。低压感测电容器150经由接地触点35连接到电接地30。可在信号触点60处拾取信号电压，该信号电压与中心导体10的电压成比例地变化。

感测分压器20的高压侧40包括彼此串联电连接的多个第一分压电容器70，即十四个分压电容器70。这些电容器中的每个电容器具有约470pF的电容，使得感测分压器20的高压侧40的总电容为约34pF。

感测分压器20的高压侧40的分压电容器70被布置在印刷电路板170上。它们被线性地布置以形成直的感测分配器链。

采集分压器21具有与感测分压器20类似的结构：采集分压器21除其高压侧41之外，还包括低压接地侧51。接地侧51包括经由接地触点35连接到电接地30的低压采集电容器151，以及形成整流器的两个二极管160。低压采集电容器151被电布置在二极管160中的一者的后面。高压侧41在采集触点61处提供采集电压，该采集触点在阻抗元件71的采集分压器链的低压端处被电布置在二极管160中的一者与低压采集电容器151之间。在图2所示的配置中，其中电力承载导体10的升高电压为12kV，并且采集分压器21的分压电容器71中的每一个具有约2.2nF的电容，则采集电压为约400伏，并且约0.3mA的电流可流动，从而产生约120mW的可采集电力。

采集分压器21的高压侧41包括彼此串联电连接的多个第一采集分压电容器71，即十四个采集分压电容器71。采集分压器71中的每个采集分压器具有约2.2nF的电容，使得采集分压器21的高压侧41的总电容为约160pF。

采集分压器21的高压侧41的分压电容器71被布置在与感测分压器20的高压侧40的分压电容器70相同的印刷电路板170上并且在PCB 170的相同主表面上。另外，这些分压电容器71被线性地布置以形成直的采集分配器链。

感测分配器链和采集分配器链两者通过焊接到阻抗组件120的PCB 170上的高压触点80的导线130连接到中心导体10的高/中电压。

感测电容器20的高压侧40的分压电容器70的数量与采集分压器21的高压侧41的分压电容器71的数量相同。前提条件是适当地选择采集分压器21的分压电容器71的阻抗，并且前提条件是它们相对于感测电容器20的分压电容器70适当地布置，采集分压器21的分压电容器71可有助于改善感测分压器20感测电力承载导体10电压的精度。图3以纵切面视图示出了布置在第一阻抗组件120的PCB 170上的分压电容器70、71的合适布置。

PCB 170在其上主表面180上支撑感测分压器20的高压侧40的阻抗元件70，这些阻抗元件串联连接在高压触点80与信号触点60之间。高压触点80被布置在阻抗组件120的第一端部部分210上，而信号触点60和采集触点61被布置在阻抗组件120的相对的第二端部部分220上。PCB 170在其相对的下主表面190上支撑采集分压器21的高压侧41的阻抗元件71，这些阻抗元件串联连接在高压触点80与采集触点61之间。

采集分压器21的每个分压电容器71被布置成与感测分压器20的对应分压电容器70直接相对，即，仅由PCB 170的厚度分开。这种布置的效果在于，每个“感测”分压电容器70(例如，感测分压电容器70a)在相对的“采集”分压电容器71a的方向上“看到”的电场梯度与下主表面190被导电涂覆并接地的情况相比小得多。因此，“采集”分压电容器71a提供了对相对的“感测”分压电容器70a的一定形式的屏蔽。这种较小的电势差将减少从该“感测”分压电容器70a通过PCB 170的寄生电流，这最终导致感测分压器40的更高测量准确性和电力承载导体10的电压的更精确感测。

相同的效果通过对应的“采集”分压电容器71屏蔽每个“感测”分压电容器70，该“采集”分压电容器被放置为正好与相应的“感测”分压电容器70相对。因此，来自感测分压器20的高压侧40的寄生电流减小，并且感测分压器20的电压感测准确性增强。

假设，为了最佳屏蔽，每个“感测”分压电容器70的电容与其相对的对应“采集”分压电容器71的电容是相同的。然而，感测分压器20优选地具有高阻抗，以便保持其高的感测准确性。如果同样地构建采集分压器21，则其也将具有高阻抗。然而，采集分压器21的高阻抗可能太多地限制可采集能量的电流和/或电压。在找到可采集电力与寄生电流的减小之间的可接受平衡时，图3的阻抗组件120可例如具有这样的感测分压器20和这样的采集分压器21，该感测分压器具有电容为约34pF的高压侧40，其中其感测分压电容器70中的每个感测分压电容器具有470pF的电容，该采集分压器具有电容为160pF的高压侧41，其中其采集分压电容器71中的每个采集分压电容器具有2.2nF的电容。在该示例中，当高压触点80连接到12kV的电压时，采集触点61处的电压(“采集电压”)对地30为约400伏DC。可通过连接到采集触点61的标准DC/DC电压转换器将该采集电压转换成电子电路的典型5V DC供电电压。

图4为部分封装在由硬化树脂制成的固体封装主体290中的图3所示的第一阻抗组件120的剖视图。其上具有感测分压电容器70和采集分压电容器71的PCB 170在树脂为液体时浸没在树脂中。然后使树脂凝固和硬化，使得其形成固体封装主体290。为清楚起见，封装主体290在图4中示出为透明的，但封装主体290实际上可为透明的、半透明的或不透明的。树脂为包含聚氨酯的热固性材料。另选地，设想使用其他树脂，像例如基于环氧树脂的热固性材料或包含聚乙烯或聚丙烯的热塑性材料。

封装主体290使得PCB 170的承载高压触点80、信号触点60和采集触点61的部分没有树脂，使得这些触点在封装主体290外部保持可触及。

一般来讲，并且独立于该具体实施方案，封装主体290可为根据本公开的阻抗组件(例如为第一阻抗组件120)提供机械稳定性，使得当将此类阻抗组件推入终端的腔中时降低损坏风险。适当封装的阻抗组件在被推入腔时不太可能断裂。封装主体290还可提供围绕此类阻抗组件(例如阻抗组件120)的平滑外表面，使得在将封装的阻抗组件120***腔中之后，在终端的腔中，即在封装主体290与此类腔的内壁之间的空间中，存在更少数量的气隙和/或更小的气隙。围绕阻抗组件的平滑外表面通常可使阻抗组件更容易***腔中。

图5以平面图示出了根据本公开的承载感测分压器20的元件的第二阻抗组件122的上侧。在印刷电路板171的上主表面180上，多个第一分立电容器70被布置成通过第一导电迹线200彼此串联电连接。分立分压电容器70为阻抗元件。它们电连接在高压触点80与信号触点60之间。分压电容器70可操作作为用于感测电力承载导体10的AC升高电压的感测分压器20的高压侧40。

PCB 171是多层PCB 171，其中将“感测”分压电容器70彼此连接并且与高压触点80和信号触点60连接的导电迹线200被布置在PCB 171的内部(即，埋入)层上。

阻抗组件122具有在第一端部部分210与相对的第二端部部分220之间限定长延伸部的细长形状。感测分压电容器70被几何地布置成平行于细长阻抗组件122的长延伸部延伸的行。

感测分压电容器70被布置成两个组，其中一个组在第一端部部分210上，并且另一个组在第二端部部分220上。中间部分230保持没有感测分压电容器70。

第二阻抗组件122还包括电连接在信号触点60与接地触点35之间的低电压感测电容器90。接地触点35被布置在阻抗组件122的第二端部部分220处的导电接地片240上，阻抗组件122可通过该接地触点连接到电接地，该导电接地片有利于连接到其他连接元件。类似地，在相对的第一端部部分210上，高压触点80被布置在导电高压片250上。

图6以另一个平面图示出了图5的第二阻抗组件122的下侧。该下侧支撑采集分压器21的元件。在同一印刷电路板171的下主表面190上，多个第二分立电容器71被布置成通过第二导电迹线260彼此串联电连接，该第二导电迹线不同于第一迹线200并且被布置在多层PCB 171的不同层中。这些“采集”分压电容器71电连接在高压触点80与采集触点61之间。采集分压电容器71可操作作为用于从电力承载导体10采集电能的采集分压器21的高压侧41。

“采集”分压电容器71被定位成使得它们的布置镜像“感测”分压电容器70的布置：从高压触点80开始并且通过相应的分压器链前进，第一采集分压电容器71a在PCB 171的相对主表面190上与对应的第一感测分压电容器70a直接相对地定位，第二采集分压电容器71b与对应的第二感测分压电容器70b直接相对地定位，第三采集分压电容器71c与对应的第三感测分压电容器70c直接相对地定位，等。如上所述，这种布置提供了感测分压电容器70的一定程度的“屏蔽”，以及寄生电流的相关减少，从而导致感测分压器20的准确性增加，该感测分压器的高压部分40由感测分压电容器70形成。

在采集分压电容器71链与接地片240之间电布置有整流器270。整流器270实质上是AC/DC电压转换器，其将由采集分压电容器71链提供的交流电压转换成约400V的整流(DC)电压，该整流电压被提供到阻抗组件122的外部。然后，该采集电压可被变换成5V的电压，该电压可用于为现成的电子电路供电。使用另选的装置，可将所采集的电压在整流或不整流的情况下变换成适用于为常规电子电路供电的任何其他低电压。在图6的实施方案中，该整流采集电压在PCB 171的下主表面190上的采集触点61处可用。

在电力承载导体10处于12kV的电压下的情况下，十四个采集分压电容器71链(每个电容器具有2.2nF的电容)和整流器270将12kV向下分压至采集触点61处的约400V DC，从该采集触点可采集大于100mW的电力。

重新参见图4所示的封装主体290，显然，第二阻抗组件122可被封装在类似的封装主体290中。用于第二阻抗组件122的封装主体290应适当地成形，以有利于触及高压触点80、信号触点60、接地片240上的接地触点35以及采集触点61。

图7以剖视图示出了如图2至图6的上下文所述的封装在固体封装主体290中、布置在可弹性膨胀的电缆套筒310的细长腔300中的阻抗组件120、122。电缆套筒310由弹性绝缘橡胶材料(例如像EPDM)制成。其被示出为推到部分剥离的电力电缆100的端部上，其中绝缘层110包封电力承载中心导体10。电力电缆100被布置在套筒310的直管状接收空间320中。该接收空间310和腔300在电缆100的长度方向上平行于彼此延伸。套筒310使电缆100绝缘并且容纳阻抗组件120、122。

代替在第一阻抗组件120或第二阻抗组件122的第二端部部分220处在PCB 170、171上具有信号触点60、接地片240上的单独接地触点35和单独采集触点61，根据本公开的阻抗组件可具有布置在接口连接器中(优选地布置在第二端部部分220处并且连接到PCB170、171)的这些触点中的一个、两个、三个或全部。包括此类接口连接器340的根据本公开的第三阻抗组件123在图8中以透视图示出并在下文描述。此类接口连接器可为例如可商购获得的加固板对板连接器或用于与导线端部处的匹配插头配合的加固连接器。其连接器触点(“引脚”)中的一个电连接到信号触点60，另一个引脚电连接到采集触点61，并且另一个引脚电连接到接地触点35。因此，接口连接器可将所采集的能量传输到外部处理单元，以便为该单元供电。

在感测分压器20的信号电压在阻抗组件120、122本身上被处理和数字化的情况下，接口连接器可包括用于将数字信号从阻抗组件120、122传输到外部处理单元(例如RTU盒)的引脚。某些接口连接器也可以光学方式传输信号。这些接口连接器中的某些接口连接器可包括用于将数字信号或模拟信号从阻抗组件120、122传输到外部处理单元(例如RTU盒)的光源。

设想为根据本公开的阻抗组件120、122提供EEPROM，该EEPROM可包含关于实际阻抗组件120、122的信息，例如，指示阻抗组件120、122的类型的信息、阻抗组件120、122的标识信息、其电配置、或阻抗组件120、122的校准数据。接口连接器可被设计成承载数字双向信号，使得EEPROM中的数据可被读出。

现在，图8示出了被封装在封装主体290中并且被布置在弹性可膨胀套筒310的腔中的第三阻抗组件123，该弹性可膨胀套筒继而被布置在具有绝缘层110的部分剥离的电力电缆100周围，该绝缘层包封中心电力承载导体10。第三阻抗组件123与第二阻抗组件122相同，不同的是其不具有接地片240，并且接地触点35、信号触点60和采集触点61被形成为布置在接口连接器340中的相应引脚330。引脚330从封装主体290伸出并且从套筒310伸出，使得可将配合插头连接到它们。接口连接器340机械牢固地连接到PCB 171的基底。

为了更清楚起见，封装主体290和弹性套筒310在图8中被绘制成好像它们是透明的，而实际上它们各自可分别为透明的、半透明的或不透明的。

在某些实施方案中，从采集分压器21采集的电力用于为单独的处理单元供电。这在图9中以***略图示出。

在图9中，类似于第一阻抗组件120，封装在封装主体290中的第四阻抗组件124被布置在弹性套筒310中，该弹性套筒在电力电缆100的端部处形成终端。其高压端部部分210通过导线130电连接到导电接线片350。接线片350继而连接到套筒310内的电缆100的中心电力承载导体10。

第一导线360将来自第四阻抗组件124的信号触点60的信号电压传输到远程处理单元400，第二导线370将接地触点35连接到处理单元400中的电接地，并且第三导线380将来自采集触点61的采集电力传输到处理单元400以为其提供电力。

处理单元400包括电子电路(未示出)以使用感测分压器20的高压部分40感测信号电压，该信号电压表示电缆100的电力承载导体10的AC升高电压。处理单元400经由天线390以无线方式将包含该所感测的电压的值的数据传输到网络运营商。为此，处理单元400包括无线蓝牙接口，该无线蓝牙接口根据IEC 60870-5-103协议进行传输，从而有利于阻抗组件124与装置(例如网络运营商的所谓RTU(“远程终端单元”))的直接数据连接。显然，可使用另选的其他无线传输接口和/或其他传输协议。

处理单元400还经由导线420从罗柯夫斯基型电流传感器410接收电信号，该罗柯夫斯基型电流传感器被布置在终端310中靠近阻抗组件124但与其分离。因此，处理单元400还可确定流过电缆100的电力承载导体10的电流，使用由阻抗组件124采集的电力来处理这些信号，并且以相同的无线方式传输包含所感测的电流的数据。

在图9所示的实施方案的另选实施方案中，远程处理单元不容纳在单独的壳体中，而是容纳在电流传感器410的壳体中。

图10为示出了一个此类另选的实施方案的***略图。封装在封装主体290中的第四阻抗组件124同样被布置在弹性套筒310中，该弹性套筒在电力电缆100的端部处形成终端。其高压端部部分210通过导线130电连接到导电接线片350，该导电接线片继而在套筒310内部连接到电缆100的中心电力承载导体10。

处理单元401包括电子电路(未示出)以使用感测分压器20的高压部分40(由阻抗组件124的感测分压电容器70形成)感测电缆100的电力承载导体10的AC升高电压。类似于图9中所示的实施方案，第一导线360将信号电压从阻抗组件124的信号触点60传输到处理单元401。处理单元401容纳在壳体430中，该壳体还容纳电流传感器410。

第二导线370在套筒310内部的位置处将接地触点35连接到电缆100的接地屏蔽编织物(未示出)。

第三导线380将从阻抗组件124的采集触点61采集的电力传输到处理单元401以为其提供电力。处理单元401经由天线390以无线方式将包含电力承载导体10的所感测的AC升高电压的值的数据传输到网络运营商。天线390被示出为布置在壳体430的外部。然而，设想其也可被布置在壳体430的内部。对于无线传输，处理单元401包括无线蓝牙接口，该无线蓝牙接口根据IEC 60870-5-103协议进行传输，从而有利于阻抗组件124与网络运营商的远程终端单元的直接数据连接。

在电流传感器410具有围绕电缆100的罗柯夫斯基线圈的环形形状的情况下，处理单元401的电子电路可被布置在环形平坦印刷电路板(未示出)上，该环形平坦印刷电路板继而容纳在罗柯夫斯基线圈的壳体430中。环形PCB可具有中心孔，电缆100的中心电力承载导体10可穿过该中心孔布线。

图11是无电感器降压转换器的电路图，该无电感器降压转换器用于将千伏范围内的升高电压向下转换至约400V，其可由常规的可商购获得的降压转换器处理，以提供5V DC的输出电压来为电子电路供电。该降压转换器可如图2和图3中的采集分压器21所示布置在PCB 170上，并且可代替图2的上下文中所述中的采集分压器21用于能量采集。降压转换器是通过从电力承载导体10的升高电压以高阻抗对串联连接的电容器的级进行充电来实现的。在充电周期(50/60Hz)之后，每个电容器级将被放电至接地的输出电容器。这样，可提供1:(级数)的输入输出比。

在图11的降压转换器中，V2是电力承载导体10的升高电压，其通过C6、C5和高阻抗电阻器R4连接到转换器的输入端。C6和C5各自为用于串联电连接的各自4.7nF的十三个电容器的占位符。这二乘十三个电容器形成多个阻抗元件。升高电压的正半波经由二极管D9、D7、D5和D1对电容器C7、C3、C1和C2充电。升高电压的负半波的电流流过二极管D8、D6、D4、D2和电阻器R16。一旦电阻器R16上的电压降达到晶体管Q3的阈值电压Vbe，晶体管Q3的集电极就生成负斜率，其在短时间内触发晶体管Q2的基极。在该短时间内，Q2触发Mos-Fet M3的栅极，该栅极将C1的上侧(800V)连接到输出电容器C2。C1通过二极管D12、D2和电阻器R16将其电荷放电到C2中。同时，Mos-Fet M2的源极从800V移动到400V，这触发M2的栅极。这是因为M2的栅极经由C4耦合到固定电压。这样，C3的上侧(1200V上)也将经由M2和M3连接到输出电容器C2，并且通过D14、D4、D2和R16将其电荷放电到输出电容器C2中。使用C7和M1的下一阶段以相同方式工作。在几毫秒之后，所有晶体管断开并且下一个正半波可被接收以对串联连接的电容器C7、C3、C1和C2充电。

该转换器的级数可根据所需的输出电力而变化。图11所示的降压转换器对于每个转换周期仅使用两个时间相位，并且使用四个电容器将升高电压除以四。

图12是类似于图11的降压转换器的另选的无电感器降压转换器的电路图。图11的转换器提供AC升高电压的单向整流。这将导致电容式采集分压器21的电容器71上的DC负载。电容器的DC电阻在兆欧的范围内，具有大的可变性。因此，不能精确地知道采集分压器的分压比。图12中所示的电路提供双向整流，从而有助于避免采集分压器21的电容器71上的DC负载。同样，图12的降压转换器可如图2和图3中的采集分压器21所示布置在PCB 170上，并且可代替图2的上下文中所述中的采集分压器21用于能量采集。

在图12中，V2是电力承载导体10的升高AC电压，其经由电容器C6、C5和高阻抗电阻器R4连接到降压转换器的输入端。C6和C5各自为用于串联电连接的各自4.7nF的十三个电容器的占位符。

升高电压的正波经由串联的二极管D7、D10、D3、D1、D23和D24对电容器C1和C2充电。在此期间，晶体管Q2接通并且将Mos-fet M3的栅极下拉。M3断开。一旦正充电电流降至零，Q2就断开并且M3的栅极被释放以通过电阻器R7充电。M3接通并经由二极管D2使C1放电至输出电容器C2。负半波的电流流过二极管D8、D4、D9、D19、D17、D6、D5并对串联的电容器C4和C3充电。此时晶体管Q1接通并且下拉Mos-fet M2的栅极。M2断开。Mos-Fet M1也断开。一旦负充电电流降至零，Q1就断开并且M2的栅极被释放以通过电容器C8充电。M2接通并通过二极管D22和D12使C4放电到C3。M2的漏极/源极电压下降，这导致M1的栅极在电容器C7上充电。M1接通并且经由二极管D13、D23和D24使C3放电至输出电容器C2。此时，两个半波乘以二的电流被存储在输出电容器C2中。整流器的输入端处的电压在+800V与-800V之间摆动，这导致采集分压器C5和C6的无DC操作。

Claims (17)

1.用于在分压器中使用的阻抗组件，所述分压器用于感测在配电网络中分配电能的电力承载导体的至少1kV对地的AC升高电压，其中所述阻抗组件包括

a)印刷电路板；

b)外部可触及高压触点，所述外部可触及高压触点用于连接到所述电力承载导体；

c)第一多个阻抗元件，所述第一多个阻抗元件被布置在所述印刷电路板上并且电连接到所述高压触点并且彼此串联，以便能够以第一分压器操作以用于感测所述电力承载导体的所述升高电压；

其特征在于，所述阻抗组件还包括

d)第二多个阻抗元件，所述第二多个阻抗元件被布置在所述印刷电路板上并且电连接到所述高压触点并且彼此串联，以便能够以第二分压器操作以用于从所述电力承载导体采集电能，

其中所述印刷电路板具有第一主外表面和相对的第二主外表面，并且其中所述第一多个阻抗元件被布置在所述第一主外表面上，并且所述第二多个阻抗元件被布置在所述第二主外表面上。

2.根据权利要求1所述的阻抗组件，

其中所述第一多个阻抗元件中的第一阻抗元件被布置在所述第一主外表面上的第一位置处，并且所述第二多个阻抗元件中的第一阻抗元件被布置在所述第二主外表面上的相同的第一位置处；并且

其中所述第一多个阻抗元件中的第二阻抗元件被布置在所述第一主外表面上的第二位置处，并且所述第二多个阻抗元件中的第二阻抗元件被布置在所述第二主外表面上的相同的第二位置处。

3.根据权利要求1所述的阻抗组件，其中所述第一多个阻抗元件被布置为形成阻抗元件的一个直行或阻抗元件的两个直行。

4.根据权利要求1所述的阻抗组件，其中

所述第一多个阻抗元件中的每个阻抗元件具有相同的第一标称阻抗，并且/或者

所述第二多个阻抗元件中的每个阻抗元件具有相同的第二标称阻抗。

5.根据权利要求1所述的阻抗组件，其中所述第一多个阻抗元件中的每个阻抗元件为分立的表面贴装电容器，并且/或者所述第二多个阻抗元件中的每个阻抗元件为分立的表面贴装电容器。

6.根据权利要求1所述的阻抗组件，其中所述第一多个阻抗元件包括超过二十个阻抗元件，并且/或者其中所述第二多个阻抗元件包括超过二十个阻抗元件。

7.根据权利要求1所述的阻抗组件，所述阻抗组件还包括信号触点，所述信号触点连接到所述第一多个阻抗元件，以便提供与所述电力承载导体的所述升高电压成比例变化的信号电压。

8.根据权利要求7所述的阻抗组件，所述阻抗组件还包括用于与对应插头机械和电配合的接口连接器，其中所述接口连接器包括用于将电信号传输到所述插头中的多个连接器触点，并且其中所述连接器触点中的一个连接器触点电连接到所述信号触点。

9.根据权利要求1所述的阻抗组件，所述阻抗组件的至少一部分被封装在固体电绝缘封装主体中。

10.根据权利要求1所述的阻抗组件，其中所述第二多个阻抗元件的相应阻抗被选择为使得所述第二分压器能够从所述电力承载导体采集至少50毫瓦的电能。

11.根据权利要求1所述的阻抗组件，其中所述第二多个阻抗元件被包括在无电感器降压转换器中，以将所述电力承载导体的所述升高电压转换成400伏或更小的电压。

12.根据权利要求11所述的阻抗组件，其中所述无电感器降压转换器将所述电力承载导体的所述升高AC电压的正半波和负半波转换成400伏或更小的电压。

13.感测组件，所述感测组件包括

a)根据权利要求7所述的阻抗组件，以及

b)处理单元，所述处理单元电连接到所述信号触点并且通过由所述第二分压器采集的电能供电，以用于处理所述信号电压并且感测所述电力承载导体对地的所述AC升高电压。

14.根据权利要求13所述的感测组件，其中所述处理单元包括天线，所述天线用于无线传输指示所述电力承载导体对地的所述AC升高电压的信号。

15.根据权利要求14所述的感测组件，其中所述处理单元包括蓝牙接口，所述蓝牙接口用于根据2019年4月26日生效的国际电工委员会IEC标准60870的第5部分中描述的协议无线传输所述信号。

16.根据权利要求13所述的感测组件，所述感测组件还包括

c)电流传感器，所述电流传感器连接到所述处理单元，以用于感测通过所述电力承载导体的电流，以及

d)壳体，所述壳体容纳所述电流传感器的部件，

其中所述处理单元被布置在所述壳体中。

17.用于分配电能的电力网络，所述电力网络包括根据权利要求1所述的阻抗组件或根据权利要求13所述的感测组件。