CN204206179U - 中压电力线通信耦合器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电容性中压电力线通信耦合器，其具有：信号连接器（2），用于与收发器交换通信信号；用于连接到中压电力导体（4）的中压连接器（3）；以及使该两个连接器（2，3）电连接的耦合电容器（5），其特征在于，所述电容性中压电力线通信耦合器（1）具有第一中压端（6），其适于安装到中压开关设备外壳的中压套管（7）。本实用新型实现了用于传输通信信号的中压MV电力线的高效且经济使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力线通信的领域，特别地涉及用于使通信信号耦合于电力线的装置。
背景技术
随着对于可靠通信通道的需求不断增长，使用例如电力线等已经现有的线路用于窄带和宽带通信两者，这在经济上是非常令人感兴趣的。这样，成本高且耗时的独立线路的设置不是必需的。从而，配电网络被公用地用于传输通信信号，例如工业控制信号。这称为电力线通信PLC。例如，电力线用作电网的操作数据的通信手段，即用于监视并且控制电力基础设施。
对于在各种距离上分配电力，使用不同的技术。特别地，使用高压长距离地传送电力、使用中压在中等距离上分配电力并且消费者(例如建筑物内部)通过低压传输线来使用电力。在过去，主要对高压HV PLC(即，110kV及以上)特别感兴趣。采用例如高压架空线等相应的电力线用于长距离通信以及传输大量信息。最近，已经采用低压LV PLC(即，110V或230V)用于通信，特别地用于自动仪表读取或先进计量基础设施。
文献US 6,255,935描述了用于将信号注入电力线内的设备。提出耦合单元，其中连接电缆集成在耦合电容器的外壳中。在导体穿过耦合电容器的接地外壳的地方的区域中，电场由于具有特殊形状的外壳壁而减少。
然而，中压MV电力线(即，5kV和多至72kV的电压)还未大规模地用于通信。这是由于MV PLC对技术和装置施加很大的约束这一事实。一般对于PLC并且特别地对于MV PLC，使通信信号耦合于电力线(即，耦合于LV、MV或HV导体)是个主要障碍。
电力线的主要目的是输送电能，因此它未专门设计成传输通信信号。因此，使通信信号耦合于电力线并不是轻松的任务并且典型地经由具有合适大小的电容器来完成。这些电容器在电力线与地电势之间阻断50或60Hz电力信号。同时，电容器需要对于较高频率信号(例如PLC系统的通信信号)是能穿透的。
对于MV PLC，具有成本有效的耦合装置是必不可少的。对于中等距离采用用于MVPLC的电力线并且它包括许多节点。为了分发通信信号，每个节点需要配备有耦合器。因此，特别地与其中对于长距离采用相应的电力线并且仅包括非常少的节点的HV PLC相比，许多耦合装置对于MV PLC是必需的。同时，MV PLC与HV PLC相比携带较少量的信息来 传输。从而，MV PLC耦合器需要比HV PLC的同等装置更成本有效。此外，因为对于MVPLC需要许多耦合器，耦合器必须易于安装。
另外，典型地对于MV PLC耦合器的安装，例如在MV电网的一次开关场(例如环形主单元RMU)中存在极少空间。这些RMU典型地基于关于尺寸和需要的空间而优化的高度集成的气体绝缘开关设备。从而，与这些开关设备一起使用的耦合器必须满足相同的约束。
在专利申请EP 1521381中，MV PLC耦合器的封装凭借连接器和/或屏蔽电缆而连接到MV柜，连接器和/或屏蔽电缆进而通过柜套管而连接。因此，这样的MV PLC耦合器设置未直接安装到柜套管上。
实用新型内容
因此，本实用新型的目标的是实现用于传输通信信号的中压MV电力线的高效且经济使用，特别地以便提供满足对于MV PLC的约束的电力线通信PLC耦合器。该目标由根据权利要求1的电容性MV PLC耦合器实现。优选实施例从附属权利要求中显而易见，其中权利要求从属性不应解释为排除另外有意义的权利要求组合。
根据本实用新型，提供电容性中压MV电力线通信PLC耦合器，用于通信信号到MV电力导体的电容性耦合。MV PLC耦合器包括：信号连接器，例如同轴插座，用于与收发器交换通信信号；用于连接到MV电力导体的MV连接器，以及牢固地嵌入绝缘材料的体积中的使该两个连接器电连接的耦合电容器。MV PLC耦合器具有包含该MV连接器的MV端或端子，该MV连接器适于或形状适于安装(例如采用提供机械贴附以及电绝缘的合体的方式可移除地附连)至例如柜等紧凑型MV开关设备外壳的MV套管，由此在耦合器的MV连接器与MV电力导体之间提供电接触。因此，不需要采用连接器和/或屏蔽电缆(其进而通过柜套管而连接)形式的中间部件。
在本实用新型的优选变化形式中，MV PLC耦合器包括连接到MV连接器的MV浪涌放电器。该浪涌放电器可连同耦合电容器一起牢固地嵌入绝缘材料中。鉴于MV开关设备安装中的空间限制，为了提高几何灵活性，MV浪涌放电器可以设置或可以不设置在由MV电力导体和信号连接器限定的平面中。
在本实用新型的另外的变化形式中，MV PLC耦合器包括适配器部分，其具有第二MV端以用于使MV电缆连接到MV电力导体。在该变化形式中，MV PLC耦合器仅在不太优选的情况下在适当意义上充当适配器，其中适配器部分的第一端和第二端从几何角度来看是不相同的。
根据本实用新型，提供一种电容性中压电力线通信耦合器，其具有：信号连接器，用于与收发器交换通信信号；用于连接到中压电力导体的中压连接器；以及使该两个连接器电连接的耦合电容器，其特征在于，所述电容性中压电力线通信耦合器具有第一中压端，其适于安装到中压开关设备外壳的中压套管。
另外，在该电容性中压电力线通信耦合器中，所述电容性中压电力线通信耦合器包括连接到所述中压连接器的电力浪涌放电器。
另外，在该电容性中压电力线通信耦合器中，所述电容性中压电力线通信耦合器包括第二中压端，用于使中压电缆连接到所述中压电力导体。
另外，在该电容性中压电力线通信耦合器中，所述中压电力导体、所述中压连接器和所述中压电缆凭借螺丝或凭借单个螺栓而互相固定。
附图说明
本实用新型的主旨将在下列正文中参照在附图中图示的优选示范性实施例更加详细地说明，其中：
图1示出具有适配器部分的电容性中压MV电力线通信PLC耦合器；
图2示出连接到开关设备外壳的套管的耦合器和适配器；
图3示出具有连接到套管的浪涌放电器的耦合器和适配器。
在图中使用的标号和它们的含义采用简要描述形式在标号列表中列出。原则上，相同的部件在图中提供有相同的标号。
部件列表
| 1 | 耦合器 | 2 | 信号连接器 |
| 3 | MV连接器 | 4 | MV电力导体 |
| 5 | 电容器 | 6 | MV端 |
| 7 | MV套管 | 8 | 浪涌放电器 |
| 9 | 电力浪涌放电器 | 10 | MV电缆 |
| 11 | 适配器 | 12 | 第二端 |
| 13 | 螺栓 | 14 | 导体 |
| 15 | 绝缘材料 | 16 | 变压器 |
| 17 | 外壳 | 18 | 地 |
| 19 | 绝缘材料 | 20 | 导体 |
| 21 | 连接器 |
具体实施方式
图1示出电容性中压MV电力线通信PLC耦合器1，其具有：信号连接器2，用于与收发器交换通信信号；连接到在图2中示出的MV电力导体4的MV连接器3，以及电连接这两个连接器2、3的耦合电容器5。
耦合器1具有第一MV端6，其适于安装到如在图2中示出的MV开关设备外壳的套管或馈通部件7。该开关设备外壳可以是MV开关场(例如环形主单元RMU)的部分。对于这些开关设备外壳，使用标准电缆套管。根据IEC 60137的示范性套管在法国专利申请FR 2779564 B1中描述。尽管可对开关设备外壳使用不同的套管设计，耦合器的第一MV端6总是设计成或形状适于紧密地装配到套管的相应对应物。
在图1中描绘的耦合器还包括置于电容器5与连接器2之间的浪涌放电器8。浪涌放电器8保护连接到连接器2的任何通信设备免于从电力线穿过电容器5的电压所引起的损坏。电力线的电压通常比大部分通信装置可以承受的高得多，从而泄漏电压可引起对装置的严重损坏。浪涌放电器8典型地包括高压端子和接地端子，其中在有从电力线的电压泄漏的情况下，电流被转移通过浪涌放电器8。
在图1中描绘的耦合器是T形组合式耦合器-适配器，其包括适配器部分11，该适配器部分11具有可选的第二MV端12，用于经由适配器部分11使例如MV电缆连接到MV电力导体4。MV电力导体、环形MV连接器3和MV电缆凭借螺丝或凭借单个螺栓13而互相固定。适配器部分11还包括第一MV端6，其适于如描述的那样安装到MV开关设备外壳的MV套管7。另外或独立于适配器部分11，MV PLC耦合器可集成电缆连接器以用于经由与MV连接器3不同的分歧点使MV电缆连接到MV开关设备。耦合器1进一步包括导体14，用于使电容器5与第一MV连接器3连接。导体14和电容器5嵌入绝缘材料15中以便保护周围部件免受穿过电力线的电压的影响。
电容器5阻断电力线的50或60Hz电力信号。然而，电容器5需要传递高频通信信号到连接器2并且最终将它传递给附连到连接器2的任何通信装置。为了使有用的通信信号传递到通信装置，变压器16可必需变换进入或离开的通信信号。
变压器16和浪涌放电器8连接到耦合器1的外壳17，其中该外壳17连接到地18。在电压通过电容器5从电力线泄漏的情况下，浪涌放电器8将电流重新引导到地18并且保护任何连接的通信装置。
图2示出连接到开关设备外壳的套管7的耦合器1和适配器11。套管由电力导体4和环绕绝缘材料19组成。该电力导体4是导电材料的实心杆，其在末端处包括内螺纹用于容纳螺栓13。适配器11的第一MV端6适于或形状适于装配在套管7上使得绝缘材料19被第一MV端6收容并且导体4连接到MV连接器3。
在图2中示出的耦合器1的实施例允许在适配器11的一侧上在MV端6处连接到套管7并且在第二MV端12上连接到另一个MV线或电缆。图示的适配器11关于端6、12 是对称的。然而，适配器11可具有不同的形状以便在一端6上装配到具有第一形状的套管7并且在第二端12上连接到具有不同的第二形状的电缆。
图3示出具有MV或电力浪涌放电器9的耦合器1和适配器11的有利实施例。在该情况下，耦合器1容易嵌入用于浪涌放电器9和相应的绝缘材料15的空间中而没有增加大的额外体积。这样，耦合器1可以容易地集成在已经现有的浪涌放电器9中并且满足关于体积的紧密约束。使电容器5连接到MV连接器3的导体14然后容易连接到浪涌放电器9的导体20。此外，连接到地18的连接器21还可被耦合器1和它的浪涌放电器8以及变压器16使用。
Claims (4)
1.一种电容性中压电力线通信耦合器（1），其具有：
信号连接器（2），用于与收发器交换通信信号；
用于连接到中压电力导体（4）的中压连接器（3）；以及
使该两个连接器（2，3）电连接的耦合电容器（5），
其特征在于，所述电容性中压电力线通信耦合器（1）具有第一中压端（6），其适于安装到中压开关设备外壳的中压套管（7）。
2.如权利要求1所述的电容性中压电力线通信耦合器，其特征在于，所述电容性中压电力线通信耦合器包括连接到所述中压连接器（3）的电力浪涌放电器（9）。
3.如权利要求1或2所述的电容性中压电力线通信耦合器，其特征在于，所述电容性中压电力线通信耦合器包括第二中压端（12），用于使中压电缆连接到所述中压电力导体（4）。
4.如权利要求3所述的电容性中压电力线通信耦合器，其特征在于，所述中压电力导体（4）、所述中压连接器（3）和所述中压电缆凭借螺丝或凭借单个螺栓（13）而互相固定。
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