適用于斷路器的多層電容器分壓器電壓傳感器和相關(guān)斷路器的制造方法
【專利摘要】多層電容器分壓器電壓傳感器包括多個(gè)具有傳感器到接地界面表面的電壓傳感器導(dǎo)電層。相應(yīng)的電壓傳感器導(dǎo)電層通過(guò)在其間形成延伸的界面表面的材料連續(xù)體而彼此連接并且被連接到傳感器輸出電壓Vs。電壓傳感器同樣包括多個(gè)被連接到電接地的導(dǎo)電接地層，接地層與電壓傳感器導(dǎo)電層交錯(cuò)，以使得導(dǎo)電接地層位于相鄰的導(dǎo)電電壓傳感器層之間。(最接近線導(dǎo)體的)第一電壓傳感器導(dǎo)電層被電連接到其它導(dǎo)體電壓傳感器層和輸出電壓Vs，并且設(shè)置有具有對(duì)應(yīng)界面面積的傳感器到導(dǎo)體界面表面。界面面積和間隙距離被配置成在緊湊傳感器封裝中針對(duì)適當(dāng)大小的Vs的導(dǎo)體電壓Vc的衰減而提供期望電容。
【專利說(shuō)明】
適用于斷路器的多層電容器分壓器電壓傳感器和相關(guān)斷路器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明一般涉及與線導(dǎo)體一起使用的電壓傳感器，并且更特別地涉及緊湊電容分 壓器型（capacitive divider-type)的電壓傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電容分壓器型傳感器測(cè)量線導(dǎo)體或母線的AC電壓。圖1示意性示出電容器分壓器 電壓傳感器電路。電路包括在電壓傳感器Vs和電接地Vg之間的電容器Csg。電路同樣包括在 電壓傳感器Vs和線導(dǎo)體或母線Vc之間的第二電容器Csc。傳感器電壓Vs是導(dǎo)體電壓Vc的一 (?。┍嚷?。電壓比率是電容器Csc和Csg的線性函數(shù)?？墒褂靡韵路匠虂?lái)確定電壓比率"Vc/ Vs"和比例因子"Vs/Vc" ：
[0003] Vc/Vs = 1+Csg/Csc 電壓比率
[0004] Vs/Vc = Csc/(Csc+Csg)比例因子
[0005] 針對(duì)電壓傳感器的設(shè)計(jì)考慮包括成本、大小和制造便利性。此外，電容分壓器的各 個(gè)組件的電場(chǎng)(E場(chǎng))集中度(concentration)可影響電容分壓器的設(shè)計(jì)。如已知的，E場(chǎng)集中 度部分地是線導(dǎo)體電壓的因子。也就是說(shuō)，隨著線導(dǎo)體的電壓增加，電容分壓器的各個(gè)組件 的E場(chǎng)集中度也可能增加。當(dāng)E場(chǎng)集中度高時(shí)，在線導(dǎo)體和電壓傳感器之間可能發(fā)生介電擊 穿。雖然可以通過(guò)增加電容分壓器的各個(gè)組件之間的距離來(lái)使E場(chǎng)集中度最小化，但是這種 對(duì)組件間距的增加同樣增加裝置的整體大小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于測(cè)量可以很小的電壓且制造相對(duì)便宜的設(shè)備和方法。
[0007] 一些實(shí)施例涉及電容器分壓器電壓傳感器（capacitor divider voltage sensor)，該電容器分壓器電壓傳感器包括：（a):具有傳感器到接地界面表面的多個(gè)電壓傳 感器導(dǎo)電層，其中相應(yīng)的電壓傳感器導(dǎo)電層彼此電連接并且電連接到傳感器輸出電壓Vs; 以及(b)多個(gè)導(dǎo)電接地層，其連接到電接地，該導(dǎo)電接地層與電壓傳感器導(dǎo)電層交錯(cuò)以使得 接地層位于相鄰的電壓傳感器導(dǎo)電層之間。具有傳感器到接地界面的多個(gè)電壓傳感器導(dǎo)電 層包括最接近線導(dǎo)體的第一電壓傳感器層。第一電壓傳感器層具有以相應(yīng)界面面積面向線 導(dǎo)體的傳感器到導(dǎo)體界面表面，并且同樣在相對(duì)主表面上具有傳感器到接地界面。第一電 壓傳感器層與線導(dǎo)體由至少一種介電或絕緣材料分隔以位于遠(yuǎn)離線導(dǎo)體的距離"gsc"處。 電壓傳感器限定具有從電壓傳感器到線導(dǎo)體的電容的第一電容器"Csc"，該電容與在第一 電壓傳感器層和導(dǎo)體之間的界面表面的面積成正比，并且與"gsc"成反比。每個(gè)具有傳感器 到接地界面表面的電壓傳感器層具有相應(yīng)的面積，并且位于距相鄰接地層的距離"gsg"處。 電壓傳感器限定具有從電壓傳感器到接地的電容的第二電容器"Csg"，該電容與傳感器到 接地界面表面的面積以及具有相應(yīng)傳感器到接地界面表面的導(dǎo)電層的數(shù)量成正比，并且與 "gsg"成反比。
[0008] 相應(yīng)的電壓傳感器導(dǎo)電層可由形成界面表面的材料連續(xù)體彼此電連接并且電連 接到傳感器輸出電壓Vs(并且在一些實(shí)施例中可具有相同寬度和高度）。
[0009] 電壓傳感器可具有相同數(shù)量的形成傳感器到接地界面表面的接地層和電壓傳感 器層。
[0010] 電壓傳感器可被配置成使得外層是接地層，從而將傳感器屏蔽于外部電場(chǎng)。
[0011] 電壓傳感器可被配置成使得相應(yīng)接地層和電壓傳感器層的材料連續(xù)體與傳感器 到接地界面表面正交。
[0012] 材料連續(xù)體和具有傳感器到接地界面的電壓傳感器層可具有共同的長(zhǎng)度尺寸。 [0013] 第一傳感器層可具有在約1mm2至約1000mm2之間的對(duì)應(yīng)表面面積的傳感器到導(dǎo)體 界面表面，但是本發(fā)明的實(shí)施例預(yù)期更大和更小的界面表面面積。
[0014] 導(dǎo)電傳感器層和接地層可通過(guò)具有由介電膜分隔的相對(duì)的第一和第二導(dǎo)電表面 的柔性基板的連續(xù)長(zhǎng)度限定，第一導(dǎo)電表面形成電壓傳感器導(dǎo)電層，并且第二導(dǎo)電表面形 成導(dǎo)電接地層。
[0015] 導(dǎo)電傳感器層和接地層通過(guò)具有由介電膜分隔的相對(duì)的第一和第二導(dǎo)電表面的 柔性基板限定，第一導(dǎo)電表面形成電壓傳感器導(dǎo)電層，并且第二導(dǎo)電表面形成導(dǎo)電接地層。 膜厚度可限定在相鄰的導(dǎo)電電壓傳感器和導(dǎo)體層之間的距離gsg。
[0016] 柔性基板可折疊成多個(gè)緊密間隔開(kāi)的堆疊部分。
[0017] 柔性基板可具有蛇形或波紋形狀的主體，延伸部由與折疊相關(guān)聯(lián)的彎曲部限定。 柔性基板可支撐(hold)具有將來(lái)自電壓傳感器的傳感器電壓Vs放大的放大器的電子電路。
[0018] 柔性基板的至少一個(gè)區(qū)域可具有相對(duì)于其它區(qū)域的增大的剛度并且支撐電子電 路。
[0019] 導(dǎo)電傳感器層和接地層可通過(guò)具有相對(duì)的第一和第二導(dǎo)電表面的柔性基板限定， 第一導(dǎo)電表面形成電壓傳感器導(dǎo)電層，并且第二導(dǎo)電表面形成接地層。柔性基板可具有采 用螺旋圓柱形或橢圓形形狀的卷制或卷繞主體電容器分壓器配置。
[0020] 第一電壓傳感器層可具有平面的導(dǎo)體到電壓傳感器界面表面。
[0021] 第一電壓傳感器層可具有曲面的導(dǎo)體到傳感器界面表面。
[0022] 柔性基板可包括以外介電層、導(dǎo)電傳感器層、第二介電膜以及導(dǎo)體接地層的限定 順序的至少四層。
[0023] 另外其它實(shí)施例涉及多相電容器分壓器電壓傳感器。傳感器包括多個(gè)多層電壓傳 感器，每個(gè)多層電壓傳感器具有(i)交錯(cuò)的導(dǎo)電傳感器層和接地層，其被配置成具有面向相 應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到其它電壓傳感器層的第一導(dǎo)電電壓傳感器層，以及（ii)外導(dǎo)電接地 層。每個(gè)多層傳感器的外接地層電連接到共同的參考節(jié)點(diǎn)。
[0024] 多個(gè)多層電壓傳感器可包括每個(gè)連接到不同相導(dǎo)體的第一、第二和第三多層電壓 傳感器。
[0025] 傳感器可包括將多個(gè)多層電壓傳感器的外接地層電連接的導(dǎo)電板、PCB或柔性電 路或線路。
[0026] 外導(dǎo)電接地層可電連接在限定合成中性點(diǎn)的中性極點(diǎn)處。
[0027] 另外其它實(shí)施例涉及用于低壓或中壓開(kāi)關(guān)裝置的電路。該電路包括由以下列出的 以及（iv)識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)以下電容器分壓器電壓傳感器配置。
[0028] (i)電容器分壓器電壓傳感器，包括：
[0029] 多個(gè)電壓傳感器導(dǎo)電層，其具有傳感器到接地界面表面的，其中相應(yīng)的電壓傳感 器導(dǎo)電層(通常由在其間形成延伸的界面表面的材料連續(xù)體）電（通常同樣物理)連接；以及 多個(gè)導(dǎo)電接地層，該接地層與電壓傳感器導(dǎo)電層交錯(cuò)以使得接地層位于相鄰的電壓傳感器 導(dǎo)電層之間。具有傳感器到接地界面的多個(gè)電壓傳感器導(dǎo)電層包括最接近線導(dǎo)體并且電連 接到傳感器輸出Vs的第一電壓傳感器層，第一傳感器層設(shè)置有具有相應(yīng)界面面積的傳感器 到導(dǎo)體界面表面，其中第一電壓傳感器層與線導(dǎo)體由至少一種介電或絕緣材料分隔以位于 遠(yuǎn)離線導(dǎo)體的距離"gsc"處。電壓傳感器限定具有從電壓傳感器到導(dǎo)體的電容的第一電容 器"Csc"，該電容與在第一電壓傳感器層和導(dǎo)體之間的界面表面的面積成正比，并且與 "gsc"成反比。每個(gè)具有相應(yīng)傳感器到接地界面表面的電壓傳感器層位于距相鄰接地層的 距離"gsg"處，其中從電壓傳感器到接地的電容"Csg"與界面表面的面積以及具有傳感器到 接地界面表面的導(dǎo)電層的數(shù)量成正比，并且與"gsg"成反比。電壓傳感器被配置成使得外層 是連接到Vg的接地層，從而將傳感器屏蔽于外部電場(chǎng)。
[0030] (ii)電容器分壓器電壓傳感器，其設(shè)置有具有如下長(zhǎng)度的柔性基板主體，該長(zhǎng)度 被折疊多次并且限定由介電膜分隔的間隔開(kāi)的導(dǎo)電傳感器層和接地層。電壓傳感器被配置 成使得第一導(dǎo)電傳感器層面向相應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到傳感器輸出Vs。
[0031] (iii)電容器分壓器電壓傳感器，其設(shè)置有具有如下長(zhǎng)度的柔性基板主體，該長(zhǎng)度 被卷制或卷繞成形成具有由介電膜分隔的堆疊導(dǎo)電傳感器和接地層的基本上圓柱形或橢 圓形主體。傳感器被配置成使得第一導(dǎo)電傳感器層面向相應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到傳感器輸 出Vs〇
[0032] (iv)多個(gè)多層電壓傳感器，每個(gè)多層電壓傳感器具有（i)交錯(cuò)的導(dǎo)電電壓傳感器 層和接地層，其被配置成具有面向相應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到其它電壓傳感器層的第一導(dǎo)電 電壓傳感器層，以及（ii)外導(dǎo)電接地層。每個(gè)多層傳感器的外導(dǎo)電接地層電連接到共同的 參考節(jié)點(diǎn)處。
[0033] 其它實(shí)施例涉及制造用于電容器電壓傳感器的電容器的方法。該方法包括：（a)提 供包括導(dǎo)電材料的輥和電絕緣材料的輥的多個(gè)材料的輥；（b)將來(lái)自不同輥的材料拉動(dòng)并 壓縮到一起成為鄰接覆蓋層；以及(c)使用鄰接層的長(zhǎng)度形成具有用于電容器傳感器分壓 器的成形體的電容器。
[0034] 本發(fā)明的另外特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)將由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從附圖的閱讀和優(yōu)選 實(shí)施例的詳細(xì)描述中理解，這種描述對(duì)本發(fā)明僅是說(shuō)明性的。
[0035] 應(yīng)當(dāng)注意的是，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例描述的本發(fā)明的各方面可并入在不同實(shí)施例中， 但是沒(méi)有相對(duì)于此具體描述。也就是說(shuō)，所有實(shí)施例和/或任何實(shí)施例的特征可以以任何方 式和/或組合來(lái)組合。
【申請(qǐng)人】保留改變?nèi)魏卧继峤坏臋?quán)利要求或因此提交任何新權(quán)利要 求的權(quán)利，包括能夠修正取決于和/或并入任何未以該方式在原始要求的其它權(quán)利要求的 任何特征的任何原始提交的權(quán)利要求的權(quán)利。本發(fā)明的這些和其它目的和/或方面在以下 闡述的說(shuō)明書中詳細(xì)解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1是電容器分壓器電壓傳感器配置的示意說(shuō)明。
[0037] 圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性多層電壓傳感器配置的示意性透視放大圖。
[0038] 圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與圖2A中示出的多層電壓傳感器類似的多層電壓傳 感器的顯著放大示意頂視圖。
[0039] 圖2C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有附接到模制外殼斷路器(MCCB)的導(dǎo)體的跳閘單 元和多層電壓傳感器的MCCB的示例的側(cè)視透視圖。
[0040] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)示例性多層電壓傳感器配置的示意性透視放大 圖。
[0041] 圖4A-4C和圖5A-5D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性卷繞多層電壓傳感器配置的示 意性放大圖。
[0042] 圖6是包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的合成中性點(diǎn)的另一個(gè)示例性多層電壓傳感器配置 的示意性放大圖。
[0043]圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層電壓傳感器配置的顯著放大透視圖。
[0044] 圖8A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的包括可與檢測(cè)的電壓傳感器信號(hào)通過(guò)界面連 接以及通過(guò)界面連接到諸如電子跳閘單元和/或保護(hù)繼電器的PCB的示例性電路圖。
[0045] 圖8B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性電路傳感器配置的示意圖。
[0046] 圖9是可用于制造用作根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓傳感器的多層電容器的示例性卷 繞設(shè)備的正視圖。
[0047] 圖10是形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓傳感器的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 現(xiàn)將參考附圖在下文中更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示意性實(shí)施 例。相同的數(shù)字指示相同的元件，并且可以使用不同數(shù)量的上標(biāo)指示撇號(hào)（例如，1〇、1〇"、 10"、10" '）來(lái)指定相同元件的不同實(shí)施例。
[0049] 在附圖中，區(qū)域或特征的相對(duì)大小可能為了清晰度而被放大。然而本發(fā)明可以以 許多不同的形式體現(xiàn)，并不解釋為限于在此闡述的實(shí)施例;相反，提供這些實(shí)施例以使得本 公開(kāi)將是徹底和完整的，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
[0050] 應(yīng)該理解的是，盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等可在此用于描述各種元件、組件、區(qū)域、層 和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分應(yīng)當(dāng)不受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用 于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因此，下面討論的第 一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不脫離本發(fā)明 的教導(dǎo)。
[0051] 為便于描述，在此可以使用諸如"在...之下"、"下方"、"下"、"上方"、"上"等的空 間相對(duì)術(shù)語(yǔ)來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。但可以理 解的是，除了在附圖中描述的取向之外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)還旨在包括處于使用或操作中的裝 置的不同取向。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征"下方"或 "在……之下"的元件然后將被取向?yàn)樵谄渌蛱卣鞯?上方"。因此，示例性術(shù)語(yǔ)"下 方"可以包括上方和下方的取向兩者。裝置可被另外取向（旋轉(zhuǎn)90°或以其它取向），并且在 此使用的空間相對(duì)描述符可做出相應(yīng)的解釋。術(shù)語(yǔ)"約"指示所述值的+/-20%的范圍中的 數(shù)量。
[0052] 如在此所用，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"該"旨在還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚 地另外指明。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"、"包括了" 和/或"包含了"指定所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除存在或 附加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。將理解的是，當(dāng) 指示元件"連接"或"耦接"到另一個(gè)元件時(shí)，可以直接連接或耦接到另一個(gè)元件，或可存在 中間元件。如在此所用，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任何和全部組合。
[0053] 術(shù)語(yǔ)"印刷電路板"指具有電路徑以及處于其上的組件的基板。基板可以是柔性 的、剛性的或半剛性的。術(shù)語(yǔ)"半剛性"是指可彎曲但具有足以保持所需自支撐形狀的剛度 的并且可以是可延展的基板。
[0054] 術(shù)語(yǔ)"緊密間隔開(kāi)的"指相鄰的接地層和傳感器層和鄰近的傳感器層或接地層的 間距，其可以是約0.001mm至約50mm之間（通常在約0.001mm至約1mm之間）的距離。
[0055] 除非另有定義，在此使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有如屬于本發(fā)明的 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。將進(jìn)一步理解的是，諸如在常用字典中定義 的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與在該說(shuō)明書和相關(guān)領(lǐng)域的上下文中它們的含義一致的含 義，并且將不會(huì)以理想化或過(guò)于正式的意義來(lái)解釋，除非在此明確這樣定義。
[0056] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖2A和圖2B示出了電容器分壓器電壓傳感器10。電壓傳感器10可 以由限定交錯(cuò)的導(dǎo)電傳感器層20和接地層30的多層印刷電路板10b提供。接地層處于0伏 (Vg = 0)。電壓傳感器10包括與相應(yīng)接地層30交錯(cuò)的至少一個(gè)電壓傳感器層21、22。通常，電 壓傳感器10包括與相應(yīng)接地層31、32交錯(cuò)的多個(gè)電壓傳感器層21、22。電壓傳感器層20彼此 電連接以提供電壓傳感器輸出Vs。接地層30同樣彼此電連接以提供電壓輸出Vg(Vg = 0)。一 個(gè)電壓傳感器層21比相應(yīng)的接地層31或其它傳感器層20更接近線路或電流和電壓承載導(dǎo) 體50。
[0057]圖2A示出具有與相應(yīng)的接地層31、32交錯(cuò)的兩個(gè)緊密間隔開(kāi)的傳感器層21、22的 電壓傳感器10。圖2B示出具有與相應(yīng)接地層31、32、33交錯(cuò)的三個(gè)緊密間隔開(kāi)的傳感器層 21、22、23的電壓傳感器10。電絕緣體或介電材料28可被定位在導(dǎo)體50和第一傳感器層21之 間。電絕緣體或介電材料28可以同樣位于每個(gè)相鄰的接地層30和傳感器層20中的一個(gè)或多 個(gè)之間。如在圖2B中所示，介電或電絕緣體28同樣可以位于每個(gè)鄰近的傳感器層20和接地 層30之間。
[0058]電絕緣體或電介質(zhì)28可包括空氣、?。ɡ纾诩s0.002英寸至約0.1英寸之間）片 電絕緣材料(諸如例如聚酰亞胺(？〇1丫：[1111(16)-?￡?含氟聚合物(￡11101'0?01711161')基板，其提 供諸如來(lái)自Dupont的Kapton?膜的堅(jiān)韌的高介電強(qiáng)度絕緣），或者可以包括PCB層，或者 上述或不同材料和物質(zhì)的組合。
[0059] 在一些實(shí)施例中，電容器分壓器傳感器10的傳感器層20和接地層30被設(shè)置為緊密 堆疊的PCB導(dǎo)電層。除介電層外，電壓傳感器10的堆疊導(dǎo)電層可以包括所使用的約1-20層之 間的交錯(cuò)電壓傳感器層20和接地層30。層20、30可以具有規(guī)則或不規(guī)則的間隙或在其間的 電絕緣空間。
[0060] 每個(gè)相鄰的導(dǎo)電層20、30彼此可以相距約0.001mm至約1mm內(nèi)，該距離可以對(duì)應(yīng)于 距離"gsg"（圖2A)并影響電容Csg。
[0061] 從電壓傳感器到導(dǎo)體的電容(Csc)與傳感器層21和導(dǎo)體50之間的界面面積A1成正 比，并且與在傳感器層21和導(dǎo)體50之間的間隙(gsc)成反比。
[0062]從傳感器到接地的電容(Csg)與在相應(yīng)的傳感器層20和接地層30之間的界面面積 A2成正比，與在傳感器和接地之間的界面層25(例如由在圖2A和圖3中的圓圈指示）的數(shù)量 成正比，并且與在相應(yīng)傳感器層20和接地層30之間的間隙(gsg)成反比。
[0063]在圖2A中，設(shè)置有具有界面表面A2的界面層25的電壓傳感器層20的數(shù)量為3,25i、 252、253。在圖2B中，示出具有相應(yīng)界面表面A2的界面層25的數(shù)量為5。
[0064] 界面面積A1和A2可具有不同的面積。在一些實(shí)施例中，取決于目標(biāo)應(yīng)用，A1和/或 A2可以是典型地在約0.0001mm2至約1，000，000mm2之間的任何適當(dāng)大小。
[0065] 在一些實(shí)施例中，A1和/或A2具有相對(duì)緊湊的表面面積，典型地在約1mm2至約 15 0 0mm2之間，更典型地在約1 mm2至約10 00mm2之間，包括在約1至9mm2、約10mm2、約5 0mm2、約 7 5mm2、約 100mm2、約 200mm2、約 250mm2、約 300mm2、約 350mm2、約 400mm2、約 450mm2、約 500mm2、約 600mm2、約700mm2、約800mm 2、約900mm2或約1000mm2以及在其間的任何數(shù)量之間。在一些特定 實(shí)施例中，對(duì)于約100mm 2的相應(yīng)界面表面面積，A1和/或A2可具有約10_ X約10mm的寬度X 高度尺寸。
[0066] 在一些特定實(shí)施例中，對(duì)于低電壓應(yīng)用，界面面積A1和/或A2可以在10mm2至約 1000mm2之間。例如，A1和/或A2可以是約10mm2、約20mm2、約30mm 2、約40mm2、約50mm2、約 60mm2、約 70mm2、約 80mm2、約 90mm2、約 100mm2、約 125mm2、約 150mm2、約 17 5 mm2、約 200mm2、約 250mm2、約 300mm2、約 350mm2、約400mm2、約450mm2、約 500mm2、約600mm2、約 700mm2、約800mm2、 約900mm2或約1000mm 2或其間的任何數(shù)量。然而，可以預(yù)期的是，其它應(yīng)用可使用顯著更小或 顯著更大的界面面積。小的界面面積可采用MEMS(微機(jī)電系統(tǒng)）制造技術(shù)或其它微型制造方 法(例如硅晶片微機(jī)械加工、絕緣層和導(dǎo)電層的沉積、圖案化和選擇性刻蝕)來(lái)制造。
[0067] 接地到傳感器界面25可以以不同數(shù)量被提供，通常在約1至約20之間，包括1、2、3、 4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20。接地到傳感器界面面積六2可以在不 同界面層中以不同大小被提供。
[0068]因此，電壓傳感器10可具有與具有交替的導(dǎo)電層和介電層的多層電路板類似的構(gòu) 造。在圖2A中所示的實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層21和第三導(dǎo)電層22連接到傳感器輸出Vs，并且第 二層31和第四層32連接到接地(Vg)。
[0069] 最接近導(dǎo)體50的第一導(dǎo)電層21連接到傳感器輸出Vs，并且使用介電或電絕緣體28 將該第一導(dǎo)電層21與導(dǎo)體50間隔開(kāi)。接地層30和傳感器層20的數(shù)量應(yīng)該相同，以使得外層 30〇(圖2A中的層32和圖2B中的層33)或最遠(yuǎn)離導(dǎo)體50的電壓傳感器10的層是接地層30。該 配置可以將傳感器10屏蔽于外部電場(chǎng)。增加界面層25的數(shù)量增加了電容(Csg)，并且允許界 面面積A2的減小和/或電壓比(Vc/Vs)的增加。因此，電壓傳感器10的大小可以很小。
[0070] 在一些實(shí)施例中，導(dǎo)體50與層20和30的布置可提供約lpF的電容Csc和在約100pF 和1000pF之間的電容Csg。
[0071] 電壓傳感器信號(hào)Vs可以是Vc的約0.001%至約1%之間。在一些實(shí)施例中，在感測(cè) 的電壓信號(hào)Vs和線導(dǎo)體電壓Vc之間的比率為1:200和/或約5mV/V。
[0072]如圖8A所示，電路100c可以被安裝在還保持電壓傳感器體10b(或如將在下面進(jìn)一 步討論的各種配置1〇、1〇'、1〇"、1〇"'）的？〇8 100上，以增加傳感器信號(hào)￥8的準(zhǔn)確性和可靠 性。電路100c可以包括處理器100p(和諸如放大器的其它組件)并且可與諸如電子跳閘單元 和/或保護(hù)繼電器的外部裝置101連接。電路100c可包括具有讀出電路的緩沖器和放大器電 路，該緩沖器和放大器電路可放大與來(lái)自電容分壓器10的感測(cè)電壓成正比的所感測(cè)的電壓 電勢(shì)信號(hào)，并且向諸如跳閘單元(未示出）的外部裝置101發(fā)送指示線導(dǎo)體50的電壓電勢(shì)的 信號(hào)。
[0073]圖2C示出與具有開(kāi)關(guān)S的低電壓模制外殼斷路器110中的跳閘單元101t-起使用 的與導(dǎo)體50(示為A相導(dǎo)體50A)電通信的電壓傳感器10。具有可結(jié)合該文件的電壓傳感器的 中電壓應(yīng)用的斷路器的示例的進(jìn)一步描述可以在共同待審的US2012/0098519中找到，其內(nèi) 容在此通過(guò)引用并入，如在此充分所述的。
[0074]圖3示出與在圖2A和2B中示出的電壓傳感器類似的電壓傳感器10'。在該實(shí)施例 中，傳感器體l〇b包括柔性電路體20f，該柔性電路體20f可包括折疊金屬化介電膜。柔性電 路20f可包括介電膜120,該介電膜120可在形成其間具有介電膜層120的外導(dǎo)電傳感器層 20、外導(dǎo)電接地層30的兩側(cè)上被金屬化。距離gsg是介電膜120的厚度。該距離gsg(或膜120 的厚度)通常在約〇.〇〇1_至約〇. 1_之間。
[0075] 從傳感器到導(dǎo)體的電容(Csc)與界面面積A1成正比，并且與在傳感器層21和導(dǎo)體 50之間的間隙空間gsc成反比。從傳感器到接地的電容(Csg)與界面面積A2成正比，并且與 在傳感器層20和接地層30之間的間隙gsg成反比。增加界面面積A2增加了電容Csg并且增加 了電壓比。長(zhǎng)條形的介電膜可以被金屬化，以使得界面面積A2很大。膜20f可以具有在約2_ 至約20mm之間的寬度W，以及在約2mm至約20mm之間的高度H。長(zhǎng)度L可以是典型地在約1mm至 約10mm之間的任何適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。長(zhǎng)度可充分地形成4-100之間個(gè)折疊(通常具有偶數(shù)數(shù)量的 折疊F)，以限定界面面積25。如借助于在圖3中示出的示例，折疊F可產(chǎn)生約5個(gè)界面面積25， A2。該實(shí)施例中的界面面積A2處于在被金屬化的側(cè)20、30之間的介電膜中。
[0076] 長(zhǎng)度和折疊配置可以具有含折疊F的蛇形和/或波紋形狀，其可以安裝在小的區(qū) 域/體積內(nèi)。因此，電壓傳感器10'的大小可以很小，并且傳感器電壓Vs可以很小(諸如小于 約7.5V)，以抑制電子放大器的飽和。
[0077]偶數(shù)數(shù)量的折疊F(示為四個(gè))可產(chǎn)生與導(dǎo)體50和與外側(cè)上的外部接地層30〇連接 的傳感器層21，以形成對(duì)外部電場(chǎng)的屏蔽。柔性電路20f可以包括采用硬化劑硬化或保持用 于保持電子電路放大器組件的剛性基板的部分?？商娲鼗蚋郊拥?，柔性電路20f可以附接 到剛性或半剛性PCB。
[0078] 如在圖8B中所示。電壓傳感器10'、10"可與電路100c通信。電路100c可以安裝在柔 性電路20f的剛化部分20r上，以增加傳感器信號(hào)Vs的準(zhǔn)確性和可靠性。電路100c可以包括 處理器l〇〇p(和其它組件，諸如一個(gè)或多個(gè)放大器l〇〇a)，并可以與諸如電子跳閘單元和/或 保護(hù)繼電器的外部裝置1〇1(圖8A)連接。
[0079] 圖4A-4C和圖5A-5D示出了卷繞電容器/分壓器傳感器配置10"。圖4A-4C和圖5A-5C 示出了基本螺旋的卷繞配置。圖f5D類似于圖5A，但還示出形成電壓傳感器10"的電容器可以 以平坦配置來(lái)卷繞。該實(shí)施例類似于圖3中所示的折疊柔性電路配置。在該實(shí)施例中，柔性 電路20f可以包括(多個(gè))金屬化介電膜，其被卷制成具有橢圓形（圖f5D)或圓柱形的主體。柔 性電路20f可以包括四層，包括介電膜層120、導(dǎo)電傳感器層20、以及第二介電膜層121和導(dǎo) 電接地層30。圓柱形配置可以減小與折疊相關(guān)的半徑（圖3)并且可以簡(jiǎn)化制造。內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電 層可以是傳感器層20(在圖4A、4B中示出）或接地層30(在圖5A、圖5B、圖5D中示出）。最終的 外側(cè)卷套可以僅具有提供如上所討論的電屏蔽的接地層30〇。圖4A、圖5A和圖?示出在平坦 傳感器層21和平坦導(dǎo)體50之間的平坦界面A1。圖4C和圖5C采用對(duì)應(yīng)曲面導(dǎo)體50c和傳感器 21c的配置的曲面(部分圓柱形）界面A1。圖4B和圖5B示出使用平坦導(dǎo)體50的傳感器導(dǎo)體界 面，以及用于相鄰傳感器層21c的形狀的圓柱體的弧。
[0080]圖6不出電容器分壓器電壓傳感器的另一個(gè)實(shí)施例10" '。在該實(shí)施例中，傳感器 10"'具有含單獨(dú)傳感器1〇(諸如在圖2B中示出）的3相電容器分壓器配置，該單獨(dú)傳感器10 具有可選的合成中性點(diǎn)40N。針對(duì)每個(gè)相(分別為50A、50B、50C)的每個(gè)電容器分壓器的接地 層30可以使用諸如形成合成中性點(diǎn)40N的導(dǎo)線、板或?qū)觼?lái)連接(將外接地導(dǎo)體層30〇連接到 共同的中性極點(diǎn)），或可以全部連接到接地，Vg = 0。合成中性點(diǎn)40N可以被配置以使不需要 到接地的連接。為了分別感測(cè)相導(dǎo)體50A、50B、50C的電壓，在電容器的傳感器板20上的降低 電平Vs處，協(xié)作的接地或中性層30可以是公共電壓的參考(例如，參考接地或節(jié)點(diǎn)）。然而， 在平衡的系統(tǒng)中，3相的總和為0伏。因此，三⑶個(gè)不同的接地/中性體3(h、30 2、303可電連接 到公共參考節(jié)點(diǎn)40c。
[00811圖7是傳感器10、10'、10"、10"'的交錯(cuò)層20、30以及具有由相應(yīng)電容器分壓器電壓 傳感器檢測(cè)的電壓VR的線導(dǎo)體50的顯著放大局部視圖。
[0082]多層電壓傳感器10、10'、10"、10"'可與緊密間隔開(kāi)的層是緊配合的（(：〇1^&(^)，典 型地間隔開(kāi)介于約〇. 〇〇 1mm至約1mm之間的距離。傳感器10、10 '、10"、10" '可被配置成限定 具有約1 〇_ X 10_ X 3mm的寬度、長(zhǎng)度和深度尺寸的緊湊傳感器體封裝。
[0083] 傳感器10、10 '、10"、10" '可以特別適于低壓開(kāi)關(guān)裝置。傳感器10、10 '、10"、10" '可 以用于一些中壓開(kāi)關(guān)裝置。低壓開(kāi)關(guān)裝置通常被額定低于1000伏。中壓開(kāi)關(guān)裝置被額定在 1000伏和72，500伏之間。用于本發(fā)明的實(shí)施例的示例性設(shè)計(jì)因素被設(shè)定尺寸為約2，000伏 的最大電壓。間距、大小設(shè)定和/或電絕緣可以被調(diào)節(jié)成維持電絕緣的完整性處于更高電 壓，以防止介電擊穿。
[0084] 再次參考圖8A，電路100c具有含電壓傳感器10、10'、10"、10"'的？08 100，該電壓 傳感器10、10'、10"、10"'具有在其中形成或位于其上的多層傳感器體1013。電路100(3可以與 至少一個(gè)外部裝置1〇1(諸如圖2C的跳閘單元101t)通信。電路100c可以可選地包括具有由 電壓傳感器10、10'、10"、10"'保持或與電壓傳感器10、10'、10"、10"'通信的預(yù)放大器和其 它組件的處理器loop。
[0085] 在一些實(shí)施例中，具有觸點(diǎn)的（例如，讀出）電路100c可以被附接到PCB 100。傳感 器線路和/或?qū)щ娡?00W可將導(dǎo)電傳感器層20電連接到觸點(diǎn)。接地線10g可以將接地層30 和可選的屏蔽電接地。電路100c可以緩沖電壓傳感器10、10'、10"、10" '的高阻抗，并且可以 包括放大用于電壓傳感器輸出的電壓Vs的緩沖和放大器電路組件。因?yàn)榻殡姵?shù)是溫度敏 感的，所以熱電偶和微處理器loop同樣可以被包括在電路100C上，以補(bǔ)償溫度的變化。
[0086] 圖9示出用于形成用于根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的電容器電壓傳感器的電容器的 示例性滾磨機(jī)(roll-mill machine)200。輥R的數(shù)量?jī)H借助于示例，因?yàn)榭墒褂帽人镜臄?shù) 量(更多或更少）的不同數(shù)量的輥R。輥R由桿或軸210保持，并且是形成鄰接層L的導(dǎo)電和絕 緣體材料的輥，該鄰接層L隨著它們被結(jié)合到一起以形成覆蓋鄰接層10L的主體而被壓縮。 輥R可包括導(dǎo)電箱和絕緣膜或電介質(zhì)。機(jī)器是電容器滾磨機(jī)。如圖所示，對(duì)于6層傳感器10、 10'、10"、10" '滾磨機(jī)工藝，機(jī)器保持六個(gè)輥R。可以預(yù)期的是，四個(gè)或五個(gè)輥R的配置可以用 于形成4層或5層電壓傳感器配置，以得到在金屬箱層之間的均勻介電層?？商娲鼗蚋郊?地，機(jī)器可以被配置成使用用于液體衆(zhòng)體(s lurry)的輯涂(ro 11 er coating)方法。
[0087] 圖10是可用于形成根據(jù)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例的電容器電壓傳感器的步驟/動(dòng) 作的流程圖。為了清晰，其它電壓電容器傳感器的制造方法和機(jī)器可用于形成在此描述和/ 或由本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)想的電容器電壓傳感器的實(shí)施例。圖10中的盒的虛線周圍指示可選 的特征/步驟/動(dòng)作。
[0088] 多個(gè)材料的輥可被放置在相應(yīng)的桿上，包括至少兩個(gè)導(dǎo)電材料輥和兩個(gè)電絕緣體 材料輥(方框300)。在一些實(shí)施例中，（多個(gè))導(dǎo)電材料輥包括本身可以是導(dǎo)電和絕緣材料或 僅導(dǎo)電材料的單層或多層材料的導(dǎo)電箱。
[0089] 材料輥可以包括導(dǎo)電材料(例如，膜)的第一輥和第二輥，其每個(gè)具有外部和/或內(nèi) 部的導(dǎo)電層，以及電絕緣材料的第三輥和第四輥(方框305)。
[0090] 來(lái)自輥的材料可被拉動(dòng)并壓縮在一起以形成覆蓋的鄰接(附接)層(方框310)。具 有用于電容器電壓傳感器的成形體的電容器可使用鄰接層的長(zhǎng)度來(lái)形成(方框320)。
[0091]鄰接層的長(zhǎng)度可被折疊一次或多次以形成成形體(方框322)。
[0092]鄰接層的長(zhǎng)度可以卷繞一次或多次以形成成形體(方框325)。成形體可以是被配 置有電壓傳感器導(dǎo)電層的橢圓或圓柱體，該電壓傳感器導(dǎo)電層被配置成位于具有平面或曲 面形狀的導(dǎo)體鄰近處。
[0093] 可選地，成形主的至少一部分可被剛性化(方框330)。
[0094]前述對(duì)本發(fā)明是說(shuō)明性的，而不應(yīng)被解釋為對(duì)其的限制。雖然已描述本發(fā)明的一 些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地理解，示例性實(shí)施例的許多修改是可能 的，而不脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這些修改旨在被包括在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。因此，可以理解為前述對(duì)本發(fā)明是說(shuō)明性的，而不被解釋為限制所公開(kāi)的特定實(shí)施例， 并且對(duì)所公開(kāi)的修改以及其它實(shí)施例旨在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電容器分壓器電壓傳感器，包括： 多個(gè)具有傳感器到接地界面表面的電壓傳感器導(dǎo)電層，其中相應(yīng)的電壓傳感器導(dǎo)電層 彼此電連接并且電連接到傳感器輸出電壓Vs;以及 多個(gè)被連接到電接地的導(dǎo)電接地層，所述導(dǎo)電接地層與所述電壓傳感器導(dǎo)電層交錯(cuò)， 以使得接地層位于相鄰的電壓傳感器導(dǎo)電層之間， 其中所述多個(gè)具有傳感器到接地界面的電壓傳感器導(dǎo)電層包括最接近線導(dǎo)體的第一 電壓傳感器層，其中所述第一電壓傳感器層具有以對(duì)應(yīng)界面面積面向所述線導(dǎo)體的傳感器 到導(dǎo)體界面表面，并且還在相對(duì)主表面上具有傳感器到接地界面，其中所述第一電壓傳感 器層與所述線導(dǎo)體由至少一種介電或絕緣材料分隔以位于距所述線導(dǎo)體的距離"gsc"處， 其中所述電壓傳感器限定具有從所述電壓傳感器到線導(dǎo)體的電容的第一電容器 "Csc"，所述電容與在所述第一電壓傳感器層和所述導(dǎo)體之間的所述界面表面的面積成正 比，并且與"gsc"成反比， 其中每個(gè)具有所述傳感器到接地界面表面的電壓傳感器層具有相應(yīng)的面積，并且位于 距鄰近接地層的距離"gsg"處，其中所述電壓傳感器限定具有從所述電壓傳感器到接地的 電容的第二電容器"Csg"，所述電容與所述傳感器到接地界面表面的面積成正比，以及與具 有相應(yīng)傳感器到接地界面表面的導(dǎo)電層的數(shù)量成正比，并且與"gsg"成反比。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述電壓傳感器具有相同數(shù)量的接地層和電壓 傳感器層，所述接地層和電壓傳感器層形成傳感器到接地界面表面。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述電壓傳感器被配置成使得外層是接地層，從 而將所述傳感器與外部電場(chǎng)屏蔽開(kāi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述相應(yīng)的電壓傳感器導(dǎo)體層由形成所述界面 表面的材料連續(xù)體電連接，以及其中所述電壓傳感器被配置成使得相應(yīng)接地層和電壓傳感 器層的所述材料連續(xù)體與所述傳感器到接地界面表面正交。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其中所述材料連續(xù)體和具有所述傳感器到接地界面 的所述電壓傳感器層具有共同的長(zhǎng)度尺寸。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述第一傳感器層具有在約Imm2至約1000 mm2之 間的對(duì)應(yīng)表面面積的傳感器到導(dǎo)體界面表面。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述導(dǎo)電傳感器層和接地層通過(guò)具有由介電膜 分隔的相對(duì)的第一導(dǎo)電表面和第二導(dǎo)電表面的柔性基板的連續(xù)長(zhǎng)度限定，所述第一導(dǎo)電表 面形成所述電壓傳感器導(dǎo)電層，并且所述第二導(dǎo)電表面形成所述導(dǎo)電接地層。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述導(dǎo)電傳感器層和接地層通過(guò)具有由介電膜 分隔的相對(duì)的第一導(dǎo)電表面和第二導(dǎo)電表面的柔性基板限定，所述第一導(dǎo)電表面形成所述 電壓傳感器導(dǎo)電層，并且所述第二導(dǎo)電表面形成所述導(dǎo)電接地層，以及其中所述膜厚度限 定在相鄰的導(dǎo)電電壓傳感器層和導(dǎo)體層之間的所述距離gsg。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器，其中所述柔性基板被折疊成多個(gè)緊密間隔開(kāi)的堆疊 部分。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器，其中所述柔性基板具有蛇形或波紋形狀的體，延伸 部由與折疊相關(guān)聯(lián)的彎曲部限定，以及其中所述柔性基板支撐具有將來(lái)自所述電壓傳感器 的傳感器電壓Vs放大的放大器的電子電路。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器，其中所述柔性基板的至少一個(gè)區(qū)域具有相對(duì)于其 它區(qū)域的增大的剛度并且支撐所述電子電路。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述導(dǎo)電傳感器層和接地層通過(guò)具有相對(duì)的第 一導(dǎo)電表面和第二導(dǎo)電表面的柔性基板限定，所述第一導(dǎo)電表面形成所述電壓傳感器導(dǎo)電 層，并且所述第二導(dǎo)電表面形成所述接地層，其中所述柔性基板具有采用螺旋圓柱形或橢 圓形的堆疊層的卷制或卷繞體電容器分壓器配置。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器，其中所述第一電壓傳感器層具有平面的導(dǎo)體到電 壓傳感器界面表面。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器，其中所述第一電壓傳感器層具有曲面的導(dǎo)體到傳 感器界面表面。15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器，其中所述柔性基板包括以外介電層、所述導(dǎo)電傳感 器層、第二介電膜以及所述導(dǎo)體接地層的限定順序的至少四層。16. -種多相電容器分壓器電壓傳感器，包括： 多個(gè)多層電壓傳感器，每個(gè)多層電壓傳感器具有（i)交錯(cuò)的導(dǎo)電傳感器層和接地層，其 被配置成具有面向相應(yīng)的線導(dǎo)體并且電連接到其它電壓傳感器層的第一導(dǎo)電電壓傳感器 層，以及（ii)外導(dǎo)電接地層， 其中每個(gè)所述多層傳感器的所述外接地層電連接到共同的參考節(jié)點(diǎn)。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述多個(gè)多層電壓傳感器包括每個(gè)連接到不 同相導(dǎo)體的第一、第二和第三多層電壓傳感器。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器，進(jìn)一步包括將所述多個(gè)多層電壓傳感器的所述外 接地層電連接的導(dǎo)電板、PCB或柔性電路或線路。19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述外導(dǎo)電接地層在限定合成中性點(diǎn)的中性 極點(diǎn)處電連接。20. -種電路，用于低壓或中壓開(kāi)關(guān)裝置，所述電路包括一個(gè)或多個(gè)以下電容器分壓器 電壓傳感器配置： (i)電容器分壓器電壓傳感器，包括： 多個(gè)具有傳感器到接地界面表面的電壓傳感器導(dǎo)電層，其中相應(yīng)的電壓傳感器導(dǎo)電層 由形成所述界面表面的材料的連續(xù)體連接;以及 多個(gè)導(dǎo)電接地層，所述接地層與所述電壓傳感器導(dǎo)電層交錯(cuò)，以使得接地層位于相鄰 的電壓傳感器導(dǎo)電層之間， 其中所述多個(gè)具有所述傳感器到接地界面的電壓傳感器導(dǎo)電層包括最接近線導(dǎo)體并 且電連接到傳感器輸出Vs的第一電壓傳感器層，所述第一傳感器層設(shè)置有具有對(duì)應(yīng)界面面 積的傳感器到導(dǎo)體界面表面，其中所述第一電壓傳感器層與所述線導(dǎo)體由至少一種介電或 絕緣材料分隔，以位于距所述線導(dǎo)體的距離"gsc"處， 其中所述電壓傳感器限定具有從所述電壓傳感器到導(dǎo)體的電容的第一電容器"Csc"， 所述電容與在所述第一電壓傳感器層和所述導(dǎo)體之間的所述界面表面的面積成正比，并且 與"gsc"成反比， 其中每個(gè)具有相應(yīng)傳感器到接地界面表面的電壓傳感器層位于距鄰近接地層的距離 "gsg"處，其中從所述電壓傳感器到接地的電容"Csg"與所述界面表面的面積成正比，以及 與具有傳感器到接地界面表面的導(dǎo)電層的數(shù)量成正比，并且與"gSg"成反比；其中所述電壓 傳感器被配置成使得外層是連接到Vg的接地層，從而將所述傳感器與外部電場(chǎng)屏蔽開(kāi)； (ii)具有柔性基板主體的電容器分壓器電壓傳感器，所述柔性基板主體具有被折疊多 次并且限定由介電膜分隔的間隔開(kāi)的導(dǎo)電傳感器層和接地層的長(zhǎng)度，其中所述電壓傳感器 被配置成使得第一導(dǎo)電傳感器層面向相應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到傳感器輸出Vs， (i i i)具有柔性基板主體的電容器分壓器電壓傳感器，所述柔性基板主體具有被卷制 以形成具有由介電膜分隔的堆疊導(dǎo)電傳感器層和接地層的基本圓柱形或橢圓主體的長(zhǎng)度， 其中所述傳感器被配置成使得第一導(dǎo)電傳感器層面向相應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到傳感器輸 出Vs;或 (iv)多個(gè)多層電壓傳感器，每個(gè)多層電壓傳感器具有（i)交錯(cuò)的導(dǎo)電電壓傳感器層和 接地層，其被配置成具有面向相應(yīng)的線導(dǎo)體且電連接到其它電壓傳感器層的第一導(dǎo)電電壓 傳感器層，以及（ii)外導(dǎo)電接地層，其中每個(gè)所述多層傳感器的所述外導(dǎo)電接地層電連接 到共同的參考節(jié)點(diǎn)處。
【文檔編號(hào)】G01R15/16GK105899957SQ201480072431
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日
【發(fā)明人】M·A·賈德思, K·馮艾克羅斯, J·特魯博洛斯基, N·K·柯代拉
【申請(qǐng)人】伊頓公司