[发明专利]分压装置、电压传感器、跳脱装置模块及电气保护设备

说明书

技术领域

本发明涉及形成为多层结构的电容器领域，具体而言涉及形成为这样的 结构的电容分压器。

本发明涉及设计为减小输入电压的电容分压装置，所述装置包括形成在 由绝缘层隔开的多层结构的不同高度上的电极，所述电极包括施加所述输入 电压的第一和第二主电极以及从所述输入电压提供减小电压的公用电极。

本发明还涉及电压传感器、跳脱装置模块和提供有这样电容分压装置的 电气保护设备。

背景技术

欧洲专利申请EP 0631144描述了包括两个电容分压器网络的电压传感 器，该电容分压器网络装备有设计为提供减小电压的公用终端，所述网络包 括串联连接且集成在多层结构中的电容器。在这些多层结构中，这些电容器 的电极由多晶硅层形成，该多晶硅层设置在由介电层电绝缘的两个至少部分 重叠的层级上。

现有技术电容分压器的一个缺点是，它们存在相对高的输出阻抗。而且， 这些电容分压器形成在呈现很大尺寸的多层结构上，该尺寸直接取决于串联 连接的电容器的数量。

发明内容

本发明的目的是通过提出设计为减弱输入电压的电容分压装置而解决 现有技术的电容分压器的技术问题，所述装置包括：形成在由绝缘层分开的 多层结构的不同层级上的电极，所述电极包括施加所述输入电压的第一和第 二主电极以及提供从所述输入电压减弱的电压的公用电极，其特征在于，所 述第一和第二主电极形成在所述结构的一个且相同的层级上，该公用电极形 成在所述结构的另一个层级上，所述公用电极设置为与该第一主电极形成第 一电容单元，并且与该第二主电极形成第二电容单元，所述装置至少包括形 成在该多层结构的再一个层级上的第一辅助电极，并且设置为与该公用电极 形成第一辅助电容单元，并且所述辅助电极和该第二主电极朝着该多层结构 的一侧延伸，以经由线性导体将所述辅助电极电连接到该第二主电极。

该公用电极优选形成在相对于所述第一和第二主电极的层级的相继的 层级上。

该电容分压装置优选包括形成在该多层结构的特定层级上的多个辅助 电极，每个辅助电极设置为与形成在相继特定层级上的该辅助电极形成辅助 电容单元，所述辅助电极连接到该第二主电极或该公用电极以获得每个辅助 电容单元与该第二电容单元的并联连接。

根据一个实施例，该电容分压装置包括预定数量N的辅助电极，该辅助 电极形成在表示为从1至N级的该多层结构的特定层级上，该第一辅助电极 的该特定层级对应于1级，辅助电极设置在连接到该第二主电极的奇数级的 特定层级上，辅助电极设置在连接到该公用电极的偶数级的特定层级上。优 选地，形成在奇数级的特定层级上的每个辅助电极朝着该多层结构的设置该 第二主电极的一侧延伸，形成在偶数级的特定层级上的每个辅助电极和该公 用电极朝着横向相对侧延伸，从而借助于线性导体将该些电极彼此连接。优 选地，至少一个线性导体传导通过该多层结构的相继层级。

每个辅助电极的特定层级优选对应于该多层结构的相继层级。

本发明还涉及电压传感器，其包括：

-输入电压的两个输入端子，

-电容分压装置，连接到所述输入端子，以根据所述输入电压提供减弱 的电压，以及

-处理电路，连接到所述分压装置以提供代表所述输入电压的信号，

所述传感器的特征在于，所述电容分压装置是如上所述的分压器，所述 输入端子分别连接到该第一和第二主电极，所述处理电路连接到该公用电 极。

该电压传感器的该处理电路优选包括阻抗匹配装置。该阻抗匹配装置优 选包括与该电容单元并联连接的电阻器，所述电阻器的值选择为相对于操作 频率最小化截止频率。

本发明还涉及电气保护设备的跳脱装置模块，所述模块包括至少一个电 流传感器和处理装置，所述至少一个电流传感器测量受所述设备保护的至少 一个电导体中流过的电流，所述处理装置根据所述电流的值提供跳脱信号， 所述模块的特征在于，它包括如上所述的电压传感器，所述处理装置包括用 于决定连接到所述电流传感器和所述电压传感器的功率和/或功率因数的装 置，所述跳脱信号尤其取决于所述功率和/或所述功率因数的值。