[发明专利]高压感测电容和指示设备

说明书

背景技术

发明领域

本发明总体上涉及感测或检测交流配电系统内的电导体上的高压存在的领域，更具体地，涉及具有不完全或部分重叠的电极的高压感测电容，并且该电容基本上完全封装至绝缘体内。

现有技术的简要描述

高压的单相和多相交流电源在多种工业中使用。使用高压交流配电系统伴随着这样的风险，即，电力维护人员(和其他人)可能不小心接触到加电导体，造成触电致死或严重受伤。因而，安全地确定电力母线的特定区段是否加电是令人期望的。这种确定这些高压状态存在或量级的方法可以避免人员受伤或死亡。

美国专利No.5,065,142(“‘142专利”)探讨了用于指示绝缘电导体内的实时交流电压情况的安全设备，该绝缘电导体具有中心导线。电容围绕绝缘导体周围创建，从而绝缘体内的高压中心导线形成电容的内电极，导体绝缘体则形成电容的主要介电材料。外部的电容电极被滑动地放置于绝缘的导体上。这样的电容通过气体放电灯提供对地高阻抗电路。当为高压电路加电时，通过电容的电流足够引起放电管发光，如此这样可以为维护人员提供可视的警告。可以使用该方法对配电网络的三相的每一相进行分别监测。

’142专利中所讨论的安全设备可能不适合连接到一个开关设备的母线条。因而，需要基于母线条的电压感测设备，以适于较高电压应用。

进一步地，此处可以发现，一些现有的高压接口设备被这样构造，电容性接口的电极和介电材料暴露在空气中。暴露在空气中能够产生电晕和边缘效应，这最终会产生局部放电状态。局部放电可以引起电容内的介电材料的持续退化，这最终会导致“击穿”介电失效。这种失效可能是灾难性的和不可挽回的。介电失效不仅会使得电容的接口不再具有电压感测的功能，而且，还会在高压导体上产生潜在的不安全和危险的短路情况。因而，还需要提供高压感测设备，在外界环境下使用该设备时，可以避免潜在的破坏性的局部放电。

发明内容

根据本发明的一个具体实施方式，高压感测电容是接口装置，其被用于将指示单元连接到高压交流电母线上(单相或三相)。可以使用多个这种感测电容与多个电相连接。该感测电容可以直接安装在高压母线条上。当通过感测电容在母线条上检测出高压状态时，指示单元能够为维护人员提供视觉的和/或听觉的警告。因而，感测电容能够与合适的指示单元相连接，以便提供安全或传感器功能。

在一具体实施方式中，本发明涉及一种感测电容，该感测电容包括便携的、整体的电容结构，该结构包括：一对电导体，所述一对电导体在其间具有不完全重叠和物理隔离；由介电材料构成的绝缘体，该绝缘体基本上完全封装了这一对电导体和其间的物理隔离，其中绝缘体被配置为允许将外部电连接形成至这一对电导体。

在进一步的具体实施方式中，本发明涉及一种高压感测结构，该高压感测结构包括感测电容和指示单元。该感测电容包括：具有内部和外部的第一电极，其中，外部电连接于交流电源的高压母线条；具有圆柱形形状的、空心的第二电极，该第二电极仅包围了第一电极的内部的一部分，以便部分重叠于该内部，同时贯穿于重叠区域而在第一和第二电极之间留有空间；电连接于第二电极的输出终端；以及由介电材料构成的绝缘体，该绝缘体完全封装了第一电极的内部、第二电极、第一电极和第二电极之间的空间和输出终端。指示单元电连接于输出终端(感测电容的)，从而可以在为高压母线条加电时，接收由感测电容生成的电容性电流，进而提供指示信号，该指示信号可以指示交流电源母线条上的高压的存在。

在另一个具体实施方式中，本发明涉及一种系统，该系统包括：包含有螺纹部分和无螺纹部分的第一电极，其中有螺纹部分被配置为电连接于交流电源的高压母线条；第二电极，该第二电极具有空心的圆柱形形状，该第二电极仅包围第一电极无螺纹部分的一部分，以便于不完全重叠于无螺纹部分，同时贯穿重叠区域而在第一电极和第二电极之间留有空间；电连接于第二电极的输出终端；以及由介电材料制成的绝缘体，该绝缘体基本上完全封装第一电极的无螺纹部分、第二电极、第一电极和第二电极之间的空间和输出终端。

因而，根据本发明的一具体实施方式，感测电容由绝缘体制成，该绝缘体封装了两个电极。电极空间和结构被构造，从而可以在交流电场存在的情况下，提供两个电极之间的精确的耦合量。感测电容为高压母线条提供了很高的阻抗接口，因此，仅仅为指示单元传送了微安级的电流，来让指示单元提供期望的指示，该期望的指示用于表征电母线上存在高压。感测电容的高阻抗特性有效地隔离了指示单元和与之连接的高压源。

附图的简要说明