Конструкция соединителей сигналов данных с линией электропитания высокого напряжения
Формула / Реферат
1. Индуктивный соединитель сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания, содержащий
разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией,
при этом упомянутое отверстие позволяет фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки,
первая секция предназначена для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии, и
вторая секция создает электрический контакт с первой секцией.
2. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит вторичную цепь, имеющую обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки и обеспечивающую низкоимпедансный тракт для промышленной частоты к электрическому заземлению.
3. Индуктивный соединитель по п.2, в котором вторичная цепь содержит проводник, который выдерживает аварийный ток линии электропитания на период, который превышает время, требуемое защитному устройству для отсоединения аварийного тока линии электропитания.
4. Индуктивный соединитель по п.2, в котором низкоимпедансный тракт включает в себя дроссель, имеющий центральный отвод, соединенный с электрическим заземлением.
5. Индуктивный соединитель по п.2, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую
(а) обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве третичной обмотки, и
(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,
при этом цепь для подавления магнитного потока имеет наведенный в ней ток, который протекает в направлении, противоположном первичному току в фазовой линии.
6. Индуктивный соединитель по п.5, в котором третичная обмотка в отверстии содержит неизолированный проводник.
7. Индуктивный соединитель по п.5, в котором третичная обмотка предназначена для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии.
8. Индуктивный соединитель по п.5, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник.
9. Индуктивный соединитель по п.2, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:
(а) обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве третичной обмотки, и
(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,
при этом первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничивать ток, наведенный в третичной обмотке.
10. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит вторичную цепь, имеющую обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки,
при этом вторичная обмотка имеет внешний контур, имеющий размер в поперечном сечении больше или равный примерно 25% внутреннего диаметра второй секции.
11. Индуктивный соединитель по п.1, в котором разрезной магнитный сердечник имеет стороны, перпендикулярные фазовой линии и скругленные по форме таким образом, чтобы обеспечить постепенное увеличение радиального разнесения между разрезным магнитным сердечником и фазовой линией.
12. Индуктивный соединитель по п.1, в котором первая и вторая секции имеют противоположные полюсные торцы со штифтом, выступающим из одного из полюсных торцов, и выемкой для приема штифта в другой из полюсных торцов.
13. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит заполняющий зазор материал между первой и второй секциями, при этом первая или вторая секции включают в себя штифт, который выступает в заполняющий зазор материал и стабилизирует местоположение заполняющего зазор материала.
14. Индуктивный соединитель по п.13, в котором заполняющий зазор материал является электропроводным.
15. Индуктивный соединитель по п.2, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:
(а) обмотку, встроенную в изоляцию и проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки, и
(b) дроссель, соединенный с вторичной обмоткой,
при этом вторичная обмотка включает в себя проводник, имеющий площадь поперечного сечения достаточно большую, чтобы предотвратить тепловое повреждение изоляции, когда проводник пропускает ток промышленной частоты.
16. Индуктивный соединитель по п.5, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник.
17. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:
(а) обмотку, встроенную в изоляцию и проходящую через отверстие в качестве вторичной обмотки, и
b) дроссель, соединенный с вторичной обмоткой,
при этом первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничить ток, наведенный во вторичной обмотке.
18. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит петлю для удержания индуктивного соединителя.
19. Индуктивный соединитель по п.1, в котором первая и вторая секции покрываются проводящим слоем.
20. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит упругое проводящее тело, находящееся в электрическом контакте с первой секцией, и для обеспечения электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии.
21. Индуктивный соединитель сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания, содержащий
разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией, при этом отверстие позволяет фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки; и
вторичную цепь, имеющую обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки и обеспечивающую низкоимпедансный тракт для промышленной частоты к электрическому заземлению.
22. Индуктивный соединитель по п.21, в котором низкоимпедансный тракт включает в себя дроссель, имеющий центральный отвод, соединенный с электрическим заземлением.
23. Индуктивный соединитель по п.22, в котором вторая цепь содержит проводник, который выдерживает аварийный ток линии электропитания на период, превышающий время, требуемое защитному устройству для отсоединения аварийного тока линии электропитания.
24. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:
(а) обмотку, проходящую через отверстие в качестве третичной обмотки, и
(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,
при этом цепь для исключения магнитного потока имеет наведенный в ней ток, который протекает противоположно направлению первичного тока в фазовой линии.
25. Индуктивный соединитель по п.24, в котором третичная обмотка в упомянутом отверстии содержит неизолированный проводник.
26. Индуктивный соединитель по п.24, в котором третичная обмотка предназначена для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии.
27. Индуктивный соединитель по п.24, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник.
28. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:
(а) обмотку, проходящую через отверстие в качестве третичной обмотки, и
(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,
при этом первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничить ток, наведенный в третичной обмотке.
29. Индуктивный соединитель по п.21, в котором первая и вторая секции имеют противоположные полюсные торцы со штифтом, выступающим из одного из полюсных торцов, и выемкой для приема штифта в другой полюсный торец.
30. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит заполняющий зазор материал между первой и второй секциями, при этом первая или вторая секции включают в себя штифт, который выступает в заполняющий зазор материал и стабилизирует местоположение заполняющего зазор материала.
31. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую дроссель, соединенный с вторичной обмоткой, при этом вторичная обмотка в упомянутом отверстии встраивается в изоляцию и включает в себя проводник, имеющий площадь поперечного сечения, которая достаточно велика, чтобы предотвратить тепловое повреждение в изоляции, коуфр проводник проводит ток промышленной частоты.
32. Индуктивный соединитель по п.31, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник.
33. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит
цепь для исключения магнитного потока, имеющую дроссель, соединенный с вторичной обмоткой, при этом вторичная обмотка в упомянутом отверстии встраивается в изоляцию, и
первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничить ток, наведенный во вторичной обмотке.
34. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит петлю для удержания индуктивного соединителя.
35. Индуктивный соединитель сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания, содержащий
разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией,
при этом упомянутое отверстие позволяет фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки, и
материал, заполняющий зазор между первой и второй секциями, который является электропроводным,
при этом вторая секция создает электрический контакт с первой секцией посредством материала, заполняющего зазор между ними.
Текст
008984 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к физической конструкции индуктивных соединителей данных линии электропитания. Предшествующий уровень техники Индуктивные соединители используются для передачи сигналов данных на воздушные линии электропитания высокого напряжения и съема сигналов данных с этих линий. Такие соединители работают при наличии градиента напряжения и тока, присутствующих в действующих линиях электропитания. Такой соединитель, в целях приемлемости для средств электропитания, должен проходить тестирование градиента пропускания в условиях, включающих в себя выдерживаемое напряжение переменного тока в установившемся состоянии, свободу от частичного разряда и коронного разряда, грозовые перегрузки,выраженные импульсами основного импульсного нагружения, и переходный режим переключения. Аналогами настоящего изобретения являются технические решения, раскрытые в патентах США 6028413; 5680028; 4030058, опубликованные, соответственно, 22/02/2000; 21/10/1997; 14/06/1977. Раскрытие изобретения Первый вариант выполнения настоящего изобретения представляет собой индуктивный соединитель для соединения сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания. Индуктивный соединитель включает в себя разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией. Отверстие дает возможность фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки, верхний магнитный сердечник служит для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии, а нижний магнитный сердечник создает электрический контакт с верхним магнитным сердечником. Другой вариант выполнения настоящего изобретения представляет собой индуктивный соединитель для соединения сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания. Этот индуктивный соединитель включает в себя (а) разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией, в котором отверстие дает возможность фазовой линии пройти через него в качестве первичной обмотки, и (б) вторичную цепь, имеющую обмотку, проходящую через отверстие в качестве вторичной обмотки и обеспечивающую тракт низкого импеданса для промышленной частоты к электрическому заземлению. Краткое описание чертежей Фиг. 1 а является схемой, показывающей распределение градиента напряжения; фиг. 1b и 1 с показывают поперечное сечение и изометрическое изображение, соответственно, магнитного сердечника и размещения первичной и вторичной обмоток внутри сердечников; фиг. 1d - контактную пружину для обеспечения электрического контакта между фазовой линией и магнитным сердечником; фиг. 2 показывает, как сердечник может быть скруглен для снижения местного градиента электрического поля; фиг. 3 а и 3b - конфигурация верхнего сердечника и нижнего сердечника, скрепленных на петлях с выравнивающими стержнями; фиг. 4 - индуктивный соединитель вместе с подавляющим поток дросселем; фиг. 5 а - схема подавляющей поток третичной обмотки с дросселем и ее применение в индуктивном соединителе; фиг. 5b - подавляющая поток третичная обмотка; фиг. 5 с - иллюстрация индуктивного соединителя, имеющего подавляющую поток третичную обмотку с дросселем; фиг. 6 - иллюстрация варианта выполнения индуктивного соединителя; фиг. 7 - иллюстрация сердечника, как он располагается во время отливки. Осуществление изобретения Фиг. 1 показывает схематически индуктивный соединитель 180, расположенный на запитанной фазовой линии 105 в линии электропитания. Индуктивный соединитель 180 предназначен для подключения высокочастотного сигнала связи между фазовой линией 105 и устройством связи, таким как модем 185. Фазовая линия 105 служит в качестве первичной обмотки для индуктивного соединителя 180. Индуктивный соединитель 180 включает в себя магнитный сердечник 100, вторичную обмотку 110 и вторичную изоляцию 175. Индуктивный соединитель 180 подсоединяется к модему 185, который, в свою очередь, подключается к проводу 187 электропитания и/или сигнальным проводам 188 с потенциалом заземления или вблизи него. Фазовая линия 105 может быть или изолированным проводником, или неизолированным проводником. В одном варианте выполнения магнитный сердечник 100 находится в электрическом контакте с внешней поверхностью фазовой линии 105, тем самым запитывая магнитный сердечник 100 до того же электрического потенциала, что и внешняя поверхность фазовой линии 105 в точке или точках контакта между магнитным сердечником 100 и внешней поверхностью фазовой линии 105. Этот вариант выполнения подходит для случая, когда напряжение на фазовой линии 105 является высоким напряжением, т.е. более чем 2000 вольт переменного тока (АС). В другом варианте выполнения магнитный сердечник 100-1 008984 не обязательно находится в электрическом контакте с внешней поверхностью фазовой линии 105. Этот вариант выполнения пригоден для низкого напряжения на фазовой линии 105, т.е. меньше или равного 600 вольт переменного тока. Для случаев фазовой линии 105, имеющей напряжение между 600 и 2000 вольт переменного тока, можно применять любой вариант выполнения. Вторичная обмотка 110 заземляется через высокочастотный дроссель 176 и провод 177. Такая компоновка располагает фазовое напряжение 190 и результирующий градиент 191 напряжения только на вторичной изоляции 175. Любое замыкание тока, обусловленное повреждением вторичной изоляции 175 или пробоем фазовой линии 105 на вторичную обмотку 110, тотчас проходит на заземление через дроссель 176 и провод 177, а не направляется через модем 185. Фиг. 1b показывает изометрическое изображение магнитного сердечника 100, содержащего наборы 165 и 166 сердечников. Фиг. 1 показывает поперечное сечение с добавлением пластикового упаковочного материала, т.е. пластиковые слои 170 и 171, которые связывают наборы 165 и 166 сердечников воедино. Магнитный сердечник 100 является, таким образом, составным разрезным сердечником, который может использоваться в индуктивном соединителе и позволяет размещать индуктивный соединитель на линии электропитания, т.е. фазовой линии 105 электропитания. Магнитный сердечник 100 включает в себя отверстие 120. Фазовая линия 105 проходит через верхнюю секцию отверстия 120. Вторичная обмотка 110 и вторичная изоляция 176 проходят через нижнюю секцию отверстия 120. Отметим, что вторичная обмотка 110 может направляться через отверстие 120 единственный раз или может быть сконфигурирована со множеством витков, наматываемых вокруг части магнитного сердечника 100 и направляемых через отверстие множество раз. Учитывая, что фазовая линия 105 может иметь большой диаметр и что вторичная изоляция 175 может иметь толстый слой изоляции, отверстие 120 является продолговатым или овальным. Такая продолговатая или овальная форма может достигаться, например, путем выполнения разрезного сердечника 100 с первой секцией и второй секцией, т.е. верхним сердечником 125 и нижним сердечником 130, которые имеют подковообразную форму, чтобы создать форму скаковой дорожки для магнитного сердечника 100, посредством этого приспосабливая его к большой фазовой линии 105 и толстой второй изоляции 175. Верхний и нижний сердечники 125 и 130 являются магнитными и имеют высокую магнитную проницаемость. Верхний и нижний сердечники 125 и 130 действуют как проводники на высокое напряжение, поскольку падение напряжения обратно пропорционально емкостному сопротивлению, а емкостное сопротивление пропорционально магнитной проницаемости. Верхний сердечник 125 контактирует с фазовой линией 105 и тем самым сердечник 125 запитывается так, чтобы избежать сильных электрических полей около фазовой линии 105, таким образом также избегая местных разрядов через воздух. Магнитный контур сердечника 100 также может включать в себя немагнитные сегменты, обычно называемые воздушными зазорами, содержащие заполняющий зазоры материал 135. Заполняющий зазоры материал 135 является электрически проводящим или резистивным с тем, чтобы гарантировать, что нижний сердечник 130 имеет электрически проводящий тракт к фазовой линии 105 и запитывается, тем самым устраняя любые сильные местные электрические поля вблизи заполняющего зазоры материала 135. Верхний сердечник 125 может и не создавать эффективного физического контакта с фазовой линией 105, и разность напряжений между этими двумя телами может быть причиной электрического разряда, создающего электрический шум. Фиг. 1d показывает электрически проводящее покрытие 190, приложенное ко всем поверхностям верхнего и нижнего сердечников 125 и 130. Это покрытие способствует электрическому контакту между верхним сердечником 125 и фазовой линией 105 и электрическому контакту между верхним сердечником 125 и нижним сердечником 130. Индуктивный соединитель может механически поддерживаться независимо от фазовой линии 105 и может проходить через верхний сердечник 125 без касания верхнего сердечника 125. Чтобы обеспечить электрический контакт между верхним сердечником 125 и фазовой линией 105, упругое проводящее тело 155 устанавливается в электрическом контакте с верхним сердечником 125 и контактирует с фазовой линией 105. Упругое проводящее тело 155 сконструировано для приспособления фазовой линии 105,имеющей широкий диапазон диаметров, такой как от 6 до 500 тысяч круглых проводников толщиной 1 мил [25,4 мкм]. Возвращаясь снова к фиг. 1b и 1 с, магнитный сердечник 100 может также включать в себя продольные выступы 140 на задних сторонах верхнего и нижнего сердечников 125 и 130. Верхний сердечник 125 отливается в пластичный слой 170, а нижний сердечник 130 отливается в пластичный слой 171. Продольные выступы 140 улучшают сцепление между верхним и нижним сердечниками 125 и 130 и их соответствующими пластичными слоями 170 и 171 и стабилизируют расположение каждого сердечника 125 и 130 внутри этого пластичного слоя 170 или 171, соответственно. Верхний и нижний сердечники 125 и 130 и вторичная обмотка 110 должны покрываться полупроводниковым материалом для устранения местных электрических полей на этих поверхностях. Как иллюстрируется на фиг. 1b, стороны 160 сердечника перпендикулярны фазовой линии 105 и-2 008984 вторичной обмотке 110. На внутренних краях 161 сторон 160 сердечника, где фазовая линия 105 выходит из верхнего сердечника 125 и где вторичная обмотка 110 выходит из нижнего сердечника 130, имеется концентрация электрических полей. Фиг. 2 показывает вид полюсных торцов 200, которые могут применяться для верхнего сердечника 125 и нижнего сердечника 130, имеющих внешние поверхности 205 округлой выпуклой формы. Для примера, эта форма снижает концентрацию поля на конце полюсного торца 200 за счет обеспечения промежутка, т.е. расстояния 210, между фазовой линией 105 и внешней поверхностью 205, которая увеличивается постепенно по мере того, как фазовая линия 105 выходит из верхнего сердечника 125. Подобным же образом такое скругление концов нижнего сердечника 130 снижает концентрацию поля там,где вторичная обмотка 110 выходит из нижнего сердечника 130. Фиг. 3 а показывает конфигурацию верхнего сердечника 125, установленного на нижнем сердечнике 130 с шарниром 310. Когда блок шарнирно открывается, как показано на фиг. 3b, верхний и нижний сердечники 125 и 130 могут быть видны как набор челюстей. Верхний и нижний сердечники 125 и 130 удерживаются в пластичных слоях 170 и 171, соответственно. Верхний корпус 325 сердечника содержит верхний сердечник 12 5 и пластичный слой 170 и нижний корпус 330 сердечника содержит нижний сердечник 130 и пластичный слой 171. Пластичный слой 171 оборудуется выступающими штифтами 320. Пластичный слой 170 проектируется с сопряженными выемками 321. Штифты 320 помогают в выравнивании нижнего корпуса 330 сердечника по отношению к верхнему корпусу 325 сердечника, когда челюсти закрываются. В результате полюсные торцы 200 сердечников 125 и 130 выравниваются друг с другом, чтобы улучшить характеристики магнитной цепи и увеличить магнитную связь. Размещение, показанное на фиг. 3 а и 3b, также позволяет производить заполняющий зазор материал 135 различной толщины с отверстиями, расположение которых сопрягается со штифтами 320, а диаметры этих отверстий создают посадку с натягом для штифтов 320, сжимая заполняющий зазор материал 135, пока челюсти открыты. Введение заполняющего зазор материала 135 в магнитной цепи позволяет верхнему и нижнему сердечникам 125 и 130 работать без чрезмерного насыщения для высоких уровней тока в фазовой линии 105 по сравнению с тем, если бы они были без заполняющего зазор материала 135. Ожидается, что индуктивные соединители, установленные на линиях распределения электропитания, функционируют в условиях сильных токов, совместимых с практикой коммунальных услуг при сильно нагруженных проводах в периоды высокого потребления мощности. Температуры, генерируемые в фазовом проводнике, равно как и в любой сильноточной вторичной обмотке, подавляющей поток,должны ограничиваться, чтобы не повредить соединитель и не влиять на его способность выдерживать скачки тока. Фиг. 4 является иллюстрацией индуктивного соединителя совместно с подавляющим поток дросселем. Фазовая линия 105 служит также в качестве первичной обмотки, проходящей через магнитный сердечник 100. Вторичная цепь включает в себя вторичную обмотку 110, дроссельный проводник 400, заземляющий проводник 420 и сигнальные проводники 435. Вторичная цепь подключена к модему 430. Часть вторичной обмотки 110, проходящей через магнитный сердечник 100, встраивается во вторичную изоляцию 175. Вторичная изоляция 175 имеет относительно низкую тепловую проводимость. Выводы вторичной обмотки 110, которые выступают за края магнитного сердечника 100, покрываются изоляцией (не показано) до тех пор, пока проводники не удалятся от нижнего сердечника 130. Совокупный диаметр вторичной обмотки 110, т.е. внешний контур вторичной обмотки 110, является относительно большим, в пределах от 10 до 13 миллиметров (мм), с тем, чтобы минимизировать электрическое поле на ее поверхности. Этот большой диаметр также обеспечивает очень низкие резистивные потери и нагрев для тока вплоть до 250 ампер. Вторичная обмотка 110 выходит из вторичной изоляции 175, и на некотором расстоянии от нее диаметр 410 провода вторичной обмотки 110 может быть до некоторой степени снижен до более малого диаметра 415 посредством сращиваний 425. Провод диаметра 415 навивается как катушка со множеством витков, чтобы сформировать дроссельную индукционную катушку 400. Дроссельная индукционная катушка 400 является высокочастотным дросселем. Т.е. дроссельная индукционная катушка 400 проявляет высокий импеданс на частотах свыше 1 МГц. Дроссельная индукционная катушка (дроссель) 400 может иметь либо воздушный сердечник, либо минимальные магнитные стержневые сердечники (не показано). Центральный отвод дроссельной индукционной катушки 400 соединяется через вывод 420 заземления с полюсом заземления, который является проводником, сходящимся к электрическому полюсу и соединяющимся с заземляющим стержнем. В случае повреждения вторичной изоляции 175 между фазовой линией 105 и вторичной обмоткой 110 потечет аварийный ток. Вторичная обмотка 110, провод дросселя 400 и вывод 420 заземления являются достаточно устойчивыми для пропускания аварийного тока на период в несколько циклов тока с промышленной частотой до тех пор, пока защитное устройство электрической сети распределения электропитания не обнаружит аварию и не обесточит цепь. Вывод 420 заземления заземляет сигнальные выводы 435 через дроссельную индукционную катушку 400 и тем самым предотвращает попадание любых опасных напряжений на модем 430 и другое оборудование или объекты, соединенные со вторичной це-3 008984 пью. Первичный ток IР, текущий в обычной системе распределения электропитания через фазовую линию 105, может рассматриваться как разделенный на три общих токовых уровня, далее называемые здесь как первый токовый уровень, второй токовый уровень и третий токовый уровень. В целях иллюстрации,первый токовый уровень обычно составляет до 150 А. Второй уровень может представлять интервал от 150 до 250 А. Третий токовый уровень может представлять ток, превышающий 250 А. Дроссель 400 обеспечивает низкоимпедансное окончание на промышленной частоте для вторичной обмотки 110. Ток наводится во вторичной обмотке 110 в противоположном направлении к тому току,который течет в фазовой линии 105, тем самым снижая магнитодвижущую силу в магнитном сердечнике 100. Это приводит к прекращению потока, формируемого током в фазовой линии 105, и разрешает работу индуктивного соединителя на втором токовом уровне без чрезмерного насыщения магнитного сердечника. Вторичная обмотка 110, соединенная с дросселем 400, формирует тем самым цепь подавления потока. Третий токовый уровень, т.е. перегрузка свыше 250 А, может создавать уровень магнитодвижущей силы, которая насыщает магнитный сердечник 100 и ухудшает прохождение сигнала соединителя. Однако конструкция соединителя гарантирует, что соединитель не повреждается чрезмерным вторичным током Is, перегревающим вторичную обмотку 110. Подъем температуры может усиливаться вследствие внедрения некоторых из проводников вторичной цепи в электрический изоляционный материал, который также является теплоизолирующим. Поток избыточного тока во внедренных проводниках может вызывать развитие избыточных температур внутри изоляционного материала соединителя и ухудшать его изоляционные свойства. Первым механизмом для ограничения вторичного тока Is является сопротивление вторичной обмотки 110, которое увеличивается по мере того, как нагревается вторичная обмотка 110, тем самым снижая вторичной ток Is. Вторым механизмом для ограничения вторичного тока Is является то, что сопротивление дроссельной индукционной катушки 400 может увеличиваться, снижая отношение Is к IР. Третий механизм для ограничения второго тока Is состоит в том, что магнитный сердечник 100 будет насыщаться, ограничивая величину наведенного вторичного тока Is. Материалы, из которых сделаны верхний и нижний сердечники 125 и 130, и толщина заполняющего зазор материала 135 могут выбираться для соответствующего уровня насыщения, делая соединитель отказоустойчивым от перегревания. В альтернативном варианте выполнения третичная обмотка может быть намотана вокруг сердечника и соединяться со вторичной дроссельной катушкой, тем самым увеличивая общую величину вторичного и третичного тока, текущего в направлении, противоположном току фазовой линии. Этот вариант выполнения может обеспечивать прохождение сигнала соединителя при третьем токовом уровне, превышающем 250 A. Фиг. 5 а является иллюстрацией цепи 502 для прекращения потока в магнитном сердечнике индуктивного соединителя. Цепь 501 включает в себя третичную обмотку 500, выполненную с проводником,диаметр поперечного сечения которого сравним с диаметром фазовой линии 105, и имеет выводы 505 и 510, соединенные с дросселем 515. Дроссель 515 является катушкой, сделанной из проводника большого диаметра, обычно в интервале от 7 до 11 мм, с немагнитным или магнитным сердечником. Фиг. 5b является иллюстрацией цепи, которая может воплощать цепь 501 перед установкой в индуктивный соединитель. Фиг. 5 с иллюстрирует расположение третичной обмотки 500, вставленной через верхнюю часть отверстия 520 сердечника смежно с фазовой линией 105. Отметим, что третичная обмотка 500 не встраивается в изоляцию 175 и таким образом охлаждается окружающим воздухом, избегая перегрева, который мог бы случиться, если бы она была встроена в изоляцию 175. Третичная обмотка 500 контактирует внутри отверстия 520 с фазовой линией 105, запитывающей третичную обмотку 500 и приводящей третичную обмотку к такому же напряжению, как и напряжение фазовой линии 105. Компоненты цепи 501 конструируются без каких-либо острых точек, тем самым избегая коронного разряда. Когда устанавливаются третичная обмотка 500 и дроссель 515, вторичный ток Is во вторичной обмотке 110 включает в себя подавляющий поток ток, а дополнительный подавляющий поток ток It протекает в третичной обмотке 500, при этом оба этих тока протекают в направлении, противоположном первичному току IР. Соответствующее разделение тока между вторичной обмоткой 110 и третичной обмоткой 500, что исключает перегрев во вторичной обмотке 110, обеспечивается таким конструированием третичной обмотки 500 и дросселя 515, чтобы они имели гораздо более низкий общий импеданс, чем у вторичной обмотки 110 и ее дросселя 400. Более высокие токовые уровни могут поддерживаться за счет использования магнитных сердечников 100, которые насыщаются при более высоких уровнях магнитодвижущей силы и с более длинным магнитным трактом 530 и путем увеличения толщины заполняющего зазор материала 135. Фиг. 6 является иллюстрацией варианта выполнения изолированного индуктивного соединителя 600. Соединитель 600 включает в себя юбки 602 изолятора и поддерживающий кронштейн 615. Юбки 602 изолятора обеспечивают достаточно длинный тракт утечки между фазовой линией 610 и заземленными объектами, установленными под поддерживающим кронштейном 615. Для устройств, от-4 008984 носящихся к классу фазовых проводников на 15 киловольт, тракт утечки вокруг юбок 602 изолятора может составлять 50 см. Более высокие напряжения требуют увеличения этого расстояния вдоль направляющих, подобных тем, что используются при конструировании штифтовых изоляторов. Прямое расстояние 605 от фазовой линии 610 до любой показанной заземленной проводящей поверхности должно быть достаточно большим для предохранения от повреждения, наведенного импульсным воздействием молнии в 125 киловольт с нарастающим фронтом 1,2 мкс и с падающим фронтом 50 мкс, для фазных проводников класса 15 киловольт. Поддерживающий кронштейн 615 или противоколебательный кронштейн на дне соединителя 600 находится не ближе, чем на расстоянии по меньшей мере 22 см от фазовой линии 610 и выполнен либо из диэлектрического материала, либо покрыт изоляцией. Опять-таки, для более высоких фазовых напряжений это расстояние 605 должно быть соответственно увеличено. Как проиллюстрировано на фиг. 6, изолированная вторичная обмотка 640 показана проходящей через отверстие 675 сердечников 650. Верхняя поверхность 637 изолированной вторичной обмотки 640 может быть немного выпуклой для предотвращения накапливания дождевой воды. На верхней части 680 соединителя 600 отлита ручка 635, чтобы обеспечивать средство поднимания и позиционирювания соединителя 600 на фазовую линию 610. Ручка 635 достаточно большая для размещения руки в перчатке линейного монтера, желающего выполнить ручное прикрепление. Альтернативно,ручка 635 обеспечивает петлю, за которую можно зацепиться крюком изолированного инструмента высоковольтной штанги для маневрирования соединителем 600 с помощью штанги. Винтовой домкрат 620 открывает соединитель 600 во взаимодействии с шарниром 630, а запирающий винт 625 обеспечивает то, что верхняя часть 680 не будет отцепляться от нижней части 685. Монтажное отверстие 655 винтового домкрата 620 и монтажное отверстие 660 запирающего винта 625 обеспечивают работу как руками в перчатках, так и с помощью штанги. Фиг. 7 показывает правильное расположение секции сердечника для отливки в процессе изготовления индуктивного соединителя. Множество компонентов 701, 702, 703 и 704 секции сердечника связываются вместе, например, склеиванием или путем переотливки с тонким покрытием (показанным как пластиковый слой 171 на фиг. 3b), формирующим секцию 700 сердечника. Во время этого связывания компоненты 701, 702, 703 и 704 сердечника располагаются на плоской поверхности 710, чтобы гарантировать, что их полюсные торцы, такие как полюсный торец 715, выравниваются в общей плоскости, т.е. являются копланарными. Это выравнивание гарантирует, что верхний и нижний наборы полюсных торцов (см. полюсные торцы 200 на фиг. 3b) либо сопрягаются после сборки, либо еще имеют равномерный воздушный зазор между ними. Одна отлитая секция 700 магнитного сердечника отливается как часть верхней секции сердечника (т.е. верхний сердечник 125), а вторая секция 700 магнитного сердечника отливается как часть нижней секции сердечника (т.е. нижняя секция 130 сердечника). Когда изготавливается нижняя секция сердечника, вторичная обмотка 720 и секция магнитного сердечника 700 вводятся в форму (не показано) перед отливкой. Вторичная обмотка 720 подвешивается в форме путем захвата части двух ее параллельных концов 725 и 730. Секция 700 магнитного сердечника располагается поверх вторичной обмотки 720 при расположении также полюсных торцов, к примеру,715, секции 700 магнитного сердечника на плоской поверхности 710. Вторичная обмотка 720 является,таким образом, направленной через отверстие 735, сформированное между плоской поверхностью 710 и секцией 700 магнитного сердечника. После этого изолирующий материал (на показан) вводится в отверстие 735. Следует понимать, что специалистами могут быть разработаны различные альтернативы и модификации того, что описано здесь выше. Настоящее изобретение охватывает все такие альтернативы, модификации и варианты, которые определены объемом приложенной формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Индуктивный соединитель сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания, содержащий разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией,при этом упомянутое отверстие позволяет фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки,первая секция предназначена для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии, и вторая секция создает электрический контакт с первой секцией. 2. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит вторичную цепь, имеющую обмотку,проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки и обеспечивающую низкоимпедансный тракт для промышленной частоты к электрическому заземлению. 3. Индуктивный соединитель по п.2, в котором вторичная цепь содержит проводник, который выдерживает аварийный ток линии электропитания на период, который превышает время, требуемое защитному устройству для отсоединения аварийного тока линии электропитания.-5 008984 4. Индуктивный соединитель по п.2, в котором низкоимпедансный тракт включает в себя дроссель,имеющий центральный отвод, соединенный с электрическим заземлением. 5. Индуктивный соединитель по п.2, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую(а) обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве третичной обмотки, и(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,при этом цепь для подавления магнитного потока имеет наведенный в ней ток, который протекает в направлении, противоположном первичному току в фазовой линии. 6. Индуктивный соединитель по п.5, в котором третичная обмотка в отверстии содержит неизолированный проводник. 7. Индуктивный соединитель по п.5, в котором третичная обмотка предназначена для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии. 8. Индуктивный соединитель по п.5, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник. 9. Индуктивный соединитель по п.2, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:(а) обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве третичной обмотки, и(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,при этом первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничивать ток, наведенный в третичной обмотке. 10. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит вторичную цепь, имеющую обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки,при этом вторичная обмотка имеет внешний контур, имеющий размер в поперечном сечении больше или равный примерно 25% внутреннего диаметра второй секции. 11. Индуктивный соединитель по п.1, в котором разрезной магнитный сердечник имеет стороны,перпендикулярные фазовой линии и скругленные по форме таким образом, чтобы обеспечить постепенное увеличение радиального разнесения между разрезным магнитным сердечником и фазовой линией. 12. Индуктивный соединитель по п.1, в котором первая и вторая секции имеют противоположные полюсные торцы со штифтом, выступающим из одного из полюсных торцов, и выемкой для приема штифта в другой из полюсных торцов. 13. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит заполняющий зазор материал между первой и второй секциями, при этом первая или вторая секции включают в себя штифт, который выступает в заполняющий зазор материал и стабилизирует местоположение заполняющего зазор материала. 14. Индуктивный соединитель по п.13, в котором заполняющий зазор материал является электропроводным. 15. Индуктивный соединитель по п.2, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:(а) обмотку, встроенную в изоляцию и проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторичной обмотки, и(b) дроссель, соединенный с вторичной обмоткой,при этом вторичная обмотка включает в себя проводник, имеющий площадь поперечного сечения достаточно большую, чтобы предотвратить тепловое повреждение изоляции, когда проводник пропускает ток промышленной частоты. 16. Индуктивный соединитель по п.5, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник. 17. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:(а) обмотку, встроенную в изоляцию и проходящую через отверстие в качестве вторичной обмотки, иb) дроссель, соединенный с вторичной обмоткой,при этом первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничить ток, наведенный во вторичной обмотке. 18. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит петлю для удержания индуктивного соединителя. 19. Индуктивный соединитель по п.1, в котором первая и вторая секции покрываются проводящим слоем. 20. Индуктивный соединитель по п.1, который также содержит упругое проводящее тело, находящееся в электрическом контакте с первой секцией, и для обеспечения электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии. 21. Индуктивный соединитель сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания, содержащий разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией, при этом отверстие позволяет фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки; и вторичную цепь, имеющую обмотку, проходящую через упомянутое отверстие в качестве вторич-6 008984 ной обмотки и обеспечивающую низкоимпедансный тракт для промышленной частоты к электрическому заземлению. 22. Индуктивный соединитель по п.21, в котором низкоимпедансный тракт включает в себя дроссель, имеющий центральный отвод, соединенный с электрическим заземлением. 23. Индуктивный соединитель по п.22, в котором вторая цепь содержит проводник, который выдерживает аварийный ток линии электропитания на период, превышающий время, требуемое защитному устройству для отсоединения аварийного тока линии электропитания. 24. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:(а) обмотку, проходящую через отверстие в качестве третичной обмотки, и(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,при этом цепь для исключения магнитного потока имеет наведенный в ней ток, который протекает противоположно направлению первичного тока в фазовой линии. 25. Индуктивный соединитель по п.24, в котором третичная обмотка в упомянутом отверстии содержит неизолированный проводник. 26. Индуктивный соединитель по п.24, в котором третичная обмотка предназначена для создания электрического контакта с внешней поверхностью фазовой линии. 27. Индуктивный соединитель по п.24, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник. 28. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую:(а) обмотку, проходящую через отверстие в качестве третичной обмотки, и(b) дроссель, соединенный с третичной обмоткой,при этом первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничить ток, наведенный в третичной обмотке. 29. Индуктивный соединитель по п.21, в котором первая и вторая секции имеют противоположные полюсные торцы со штифтом, выступающим из одного из полюсных торцов, и выемкой для приема штифта в другой полюсный торец. 30. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит заполняющий зазор материал между первой и второй секциями, при этом первая или вторая секции включают в себя штифт, который выступает в заполняющий зазор материал и стабилизирует местоположение заполняющего зазор материала. 31. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую дроссель, соединенный с вторичной обмоткой, при этом вторичная обмотка в упомянутом отверстии встраивается в изоляцию и включает в себя проводник, имеющий площадь поперечного сечения, которая достаточно велика, чтобы предотвратить тепловое повреждение в изоляции, когда проводник проводит ток промышленной частоты. 32. Индуктивный соединитель по п.31, в котором дроссель включает в себя магнитный сердечник. 33. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит цепь для исключения магнитного потока, имеющую дроссель, соединенный с вторичной обмоткой,при этом вторичная обмотка в упомянутом отверстии встраивается в изоляцию, и первая и вторая секции содержат материал, который насыщается при таком уровне магнитодвижущей силы, чтобы ограничить ток, наведенный во вторичной обмотке. 34. Индуктивный соединитель по п.21, который также содержит петлю для удержания индуктивного соединителя. 35. Индуктивный соединитель сигнала данных с фазовой линией в линии электропитания, содержащий разрезной магнитный сердечник, имеющий отверстие, сформированное первой секцией и второй секцией,при этом упомянутое отверстие позволяет фазовой линии проходить через него в качестве первичной обмотки, и материал, заполняющий зазор между первой и второй секциями, который является электропроводным,при этом вторая секция создает электрический контакт с первой секцией посредством материала,заполняющего зазор между ними.
МПК / Метки
МПК: H01F 27/02
Метки: конструкция, высокого, линией, соединителей, напряжения, сигналов, данных, электропитания
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-8984-konstrukciya-soedinitelejj-signalov-dannyh-s-liniejj-elektropitaniya-vysokogo-napryazheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Конструкция соединителей сигналов данных с линией электропитания высокого напряжения</a>
Предыдущий патент: Интеллектуальная идентификационная карта
Следующий патент: Усовершенствованный твердый компонент катализатора и способ (со)полимеризации этилена
Случайный патент: Циклические ингибиторы 11бета-гидроксистероид-дегидрогеназы 1