專利名稱：電壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量電壓的電壓傳感器，尤其適于測量諸如高壓電傳輸線上的高壓。
背景技術(shù)：
已知的高壓電壓傳感器包括電感互感器(inductive transformer)、電容分壓器或電容電壓變換器、以及利用塊體光電場傳感器(bulk-optic electric fieldsensor)的換能器。前面的兩種傳感器具有帶寬受限、故障損失大、維護(hù)工作多、重量重和輸出不穩(wěn)定的缺點。它們還具有需要良好的絕緣的缺點，該絕緣既是昂貴的，也對環(huán)境有潛在的危險(例如油脂和/或SF6氣體)。
珀克斯傳感器(Pockels cell)是公知的已用于測量電壓，尤其是高壓的裝置，例如見授予H.Hamada的美國專利第5477134號和授予G.K.Woods的美國專利第5731579號。用于本發(fā)明的珀克斯傳感器的優(yōu)選形式為整體式光學(xué)珀克斯傳感器，如1991年7月2日授予Jaeger的美國專利第5,029,273號中所述的傳感器，該專利在此處參考引用。
1999年6月29日授予A.Bosco、T.Hertig和A.Kaczkowski的題為“金屬包封的氣體絕緣的高壓裝置的測量裝置(Measuring device for ametal-enclosed，gas-insulated high-voltage installation)”的美國專利第5,917,316號說明了一種高壓電壓傳感器，該傳感器利用了一金屬封殼來獲得高的測量準(zhǔn)確性，該封殼為位于封殼內(nèi)的電壓探測器提供了抵抗外電壓源的屏蔽。該封殼包括一高壓導(dǎo)體，并填充有加壓的SF6氣體，以維持高的電場應(yīng)力。
一更早的申請(即Jaeger等人在1998年12月4日提交的美國專利申請第09/204,507號)公開了與本發(fā)明相似的電壓傳感器，但是是一種導(dǎo)納屏蔽(Admittance Shielding)(AS)主要基于介電屏蔽的電壓傳感器，該申請在此處參考引用。此屏蔽雖然是有效的，但是需要使用具有高介電常數(shù)的材料，該材料并不總是易于獲得，并且通常昂貴而較重。
使用與本發(fā)明所用的大致相似的電壓傳感器(voltage transducer)(VT)的其它系統(tǒng)(即，使用至少一個電場傳感器(EFS)以給出電壓測量結(jié)果的那些系統(tǒng))使用如以下詳細(xì)描述的導(dǎo)納屏蔽(AS)以提高系統(tǒng)的效能。這些已知的導(dǎo)納屏蔽系統(tǒng)通過控制金屬導(dǎo)體(電極)的幾何形狀(或如上所述選擇具有較大介電常數(shù)的材料那樣(如所述Jaeger等人的申請中所教導(dǎo)的那樣))來構(gòu)造，以獲得優(yōu)良的導(dǎo)納屏蔽。
例如，獲得AS的一種方法是有效地減小兩個導(dǎo)體之間的距離，將測量在該兩個導(dǎo)體之間的電壓。另一種方法是用其它導(dǎo)體盡可能多地圍繞一個導(dǎo)體。這兩種方法都具有增加兩個導(dǎo)體之間的導(dǎo)納的效果，EFS位于該兩個導(dǎo)體之間。這些方法的使用導(dǎo)致高電場應(yīng)力的存在，該電場應(yīng)力必須由諸如SF6氣體的特殊絕緣體支撐。此例子可以在1976年2月10日授予W.Hermstein、G.Rosenberger和W.Muller的題為“用于密封高壓裝置的電壓測量裝置(Voltage measuring device for encapsulated high-voltageinstallations)”的美國專利第3,938,039號；1993年12月21日授予R.Baumgartner、K.Y.Haffner、H.Hageli和A.Kaczkowski的題為“用于金屬包封的氣體絕緣高壓裝置的電流和電壓轉(zhuǎn)換器(Current and voltagetransformer for a metal-encapsulated，gas-insulated high-voltage installation)”的美國專利第5,272,460號；1999年4月6日授予G.K.Woods和T.W.Renak的題為“用于探測電場中電壓的電光電壓傳感器(Electro-optic voltage sensorfor sensing voltage in an E-field)”的美國專利第5,892,357號；以及1993年10月22日授予O.Tetsuo的題為“絕緣體內(nèi)建型光電壓傳感器(Insulatorbuilt-in type photo voltage sensor)”的日本專利第05273256號中找到。
電阻材料在高壓應(yīng)用中的使用是公知的(例如，在用于分隔電壓的電阻分壓器中，或在用于在高壓電纜端部測量電場的電纜接線端處)，但未用于為了測量電壓的(EFS)屏蔽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明明顯減少了現(xiàn)有高壓傳感器技術(shù)中的不足。
本發(fā)明的簡單結(jié)構(gòu)主要去除了對通常昂貴的和/或不利于環(huán)境的絕緣體的需要；可以作得更輕，這使更便宜的運輸、安裝和維護(hù)成為可能；并與現(xiàn)有的支座絕緣子(standoff)結(jié)構(gòu)兼容，這允許簡單的構(gòu)造。
當(dāng)與諸如整體式光學(xué)珀克斯傳感器的小型電場傳感器技術(shù)一起使用時，本發(fā)明提供了寬的帶寬和與新興的數(shù)字技術(shù)的輕易結(jié)合。
總體上，本發(fā)明涉及一種測量電壓的裝置，該裝置包括一電隔離部件；一對間隔的導(dǎo)體，其間的電壓差V得以確定，所述導(dǎo)體中的一個在所述隔離部件的一端，而另一個在所述隔離部件的遠(yuǎn)離所述一端的端部；至少一個電場傳感器，該傳感器在所述隔離部件內(nèi)的至少一個位置處探測電場；一個檢波器，用于基于由所述至少一個電場傳感器探測到的所述電場確定所述電壓差V的值Vd，所述隔離部件由主要是電阻性的材料形成，該材料具有處于25GΩ至50kΩ范圍內(nèi)的電阻，從而為所述至少一個位置提供與所述裝置外部的實際強度的電場干擾源隔開的足夠屏蔽，使得實際強度的所述源不改變在所述至少一個位置處探測的所述被探測電場，以在所述電壓差V的所述值Vd上不產(chǎn)生明顯誤差。
總體上，本發(fā)明還涉及一種測量電壓的裝置，該裝置包括一電隔離部件；一對間隔的導(dǎo)體，其間的電壓差V得以確定，所述導(dǎo)體中的一個在所述隔離部件的一端，而另一個在所述隔離部件的遠(yuǎn)離所述一端的端部；至少一個電場傳感器，該傳感器在所述隔離部件內(nèi)的至少一個位置處探測電場；一個檢波器，用于基于由所述至少一個電場傳感器探測到的所述電場確定所述電壓差V的值Vd，所述隔離部件由主要是電阻性的材料形成，該材料具有處于25GΩ/m至50kΩ/m范圍內(nèi)的每單位長度電阻，從而為所述至少一個位置提供與所述裝置外部的實際強度的電場干擾源隔開的足夠屏蔽，使得實際強度的所述源不改變在所述至少一個位置處探測的所述被探測電場，以在所述電壓差V的所述值Vd上不產(chǎn)生明顯誤差。
優(yōu)選地，每單位長度的所述電阻在1GΩ/m至500kΩ/m的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于不使用所述隔離部件時獲得的Vd的誤差的25％。
優(yōu)選地，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于1％。
優(yōu)選地，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于0.3％。
優(yōu)選地，所述的隔離部件是中空部件，該電場傳感器安裝在其中。
優(yōu)選地，該隔離部件的材料是摻有碳黑的聚乙烯。
優(yōu)選地，該隔離部件包封在一護(hù)套中，該護(hù)套保護(hù)所述的隔離部件不受環(huán)境影響。
優(yōu)選地，該電場傳感器是光學(xué)電場傳感器。


根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，其它特點、目的和優(yōu)點將變得清晰，其中圖1示出了本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)；圖2示出了可在高壓變電站中安裝的本發(fā)明的電場傳感器電壓傳感器(EFSVT)結(jié)構(gòu)；圖3以導(dǎo)納的形式示出了本發(fā)明的簡化的集總元件電模型；圖4顯示了具有100kV施加電壓和變電導(dǎo)的支座絕緣子結(jié)構(gòu)情況下，一實施例的電場分布的x分量的數(shù)值的曲線；圖4A顯示了具有100kV施加電壓和變電導(dǎo)的支座絕緣子結(jié)構(gòu)情況下，一實施例的電場分布的x分量的相位的曲線；以及圖5是本發(fā)明的一種變體的與圖1相似的視圖，顯示了形成隔離部件的實心棒(相反于空心柱)的使用。
具體實施例方式
本發(fā)明基于申請人的發(fā)現(xiàn)，即，電阻屏蔽(RS)不僅可用于高壓測量以將傳感器與外界干擾源隔開，它還可以被制造得實際上在屏蔽上與現(xiàn)有技術(shù)的屏蔽一樣有效，并且還具有提高的性能。電阻屏蔽(RS)有賴于具有電導(dǎo)的電阻材料，該材料比要求電容或介電屏蔽的高介電常數(shù)材料更容易獲得。電阻材料廣泛且以多種方式獲得，當(dāng)實施本發(fā)明時，存在使用非常薄的延性材料，甚至適當(dāng)設(shè)計的覆蓋傳感器的適當(dāng)形狀和大小的外殼(隔離部件2，這將在以下說明)的半導(dǎo)涂料的可能，與上述Jaeger等人的申請中所說明的介電屏蔽相比，這提供了更好的屏蔽，并大大減小了尺寸和重量，并且這不依賴于金屬電極處理。
本發(fā)明的RS系統(tǒng)取決于對形成本發(fā)明隔離部件2的電阻材料進(jìn)行選擇。所選的材料應(yīng)具有較小的電導(dǎo)率，即隔離部件2應(yīng)具有25GΩ/m至50kΩ/m范圍內(nèi)的單位為歐姆(Ω)/米(m)的單位長度電阻(在部件2的相對端處的接線端或電極8和10之間的方向上，在管2的圖示布置的軸向上測量)，更優(yōu)選地為1GΩ/m至500kΩ/m。公式為R＝L·ρ/A，其中，R為電阻，ρ為均勻的“電阻率”，A為橫截面面積，且L為長度(等價地，G＝A·σ/L，其中G為電導(dǎo)，σ為均勻的“電導(dǎo)率”，A為橫截面面積，且L為長度。G＝1/R且σ＝1/ρ)。于是，定義隔離部件2的單位長度電阻就定義了具有長度為L的隔離部件的電壓傳感器的積ρ/A。如果電導(dǎo)率是均勻一致的且垂直電場分量也是均勻一致的，則此公式為真。如果電導(dǎo)率不是均勻一致的和/或垂直電場分量不是均勻一致的，則R、A、ρ和L之間的關(guān)系在數(shù)學(xué)上更復(fù)雜，但依然具有相同的意義，即，電阻R隨橫截面面積A增加而減小，隨電阻率ρ增加而增加，并隨長度L增加而增加。通常對于大多數(shù)HV應(yīng)用來說，隔離部件2應(yīng)當(dāng)具有25GΩ至50kΩ范圍內(nèi)的電阻。
本發(fā)明的系統(tǒng)提供了電壓測量，即確定所測量的電壓V的值Vd，使得因外部源的干擾導(dǎo)致的Vd相對于實際電壓V的誤差較小，優(yōu)選地小于6％，優(yōu)選地小于1％，更優(yōu)選地小于0.3％，最優(yōu)選地小于0.1％。
圖1中示意性顯示的發(fā)明物1的基本元件包括一內(nèi)管或隔離部件2，它具有“頂”電極8和“底”電極10，各自在其軸向端中的一個上。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，隔離部件2不必以其縱軸垂直定位。至少一個電場傳感器(EFS)6(僅一個是必要的，但如果需要可以使用多個)安裝在該隔離部件2的選定位置(見以上提及并在此處參考引用的所述Jaeger等人的申請)。EFS通過光纖11連接至探測單元12。EFS測量用于確定電極8和電極10之間的電壓差V的值Vd。
當(dāng)使用超過一個EFS時，每個EFS的輸出可以分開測量，并順序地與其它EFS的測量合并，以確定電壓差Vd；或者所有的EFS可以串聯(lián)，每個均可以選定為具有不同的靈敏度，使得電場測量的合并借助經(jīng)過串聯(lián)傳感器的光而物理地發(fā)生，以確定所述的電壓差；或者可以使用上述的獨立和串聯(lián)EFS的任意組合，以確定所述的電壓差(見以上提及的所述Jaeger等人的申請)。
應(yīng)用于測量線對地電壓的支座絕緣子21的發(fā)明物1示意性地示于圖2。支座絕緣子21由發(fā)明物1的上述基本元件形成，包括內(nèi)管2，該內(nèi)管由一外護(hù)套(管)3圍繞，該護(hù)套具有絕緣裙部4和軸向端部處的與諸如支柱5的導(dǎo)電(通常是金屬的)元件連接的凸緣13，該支柱還支撐支座絕緣子21。外管3和絕緣裙部4設(shè)置來保護(hù)發(fā)明物1不受外界環(huán)境干擾，同時在發(fā)明物兩端之間提供了絕緣和機械支撐。在此實施例中，圖2中，金屬支柱5連接到附圖標(biāo)記9示意性表示的地上，且頂電極8連接到HV線上。電暈放電環(huán)7懸掛在加載有高壓的其頂電極8附近，以弱化高電場，否則，該高電場可能出現(xiàn)在頂電極8上，它可能導(dǎo)致飛弧。頂電極8通常在非常高的電壓下與HV線電連接，且發(fā)明物1將用于測量線對地電壓。
如果需要，隔離部件2可以與護(hù)管3做成一體的，而不是與管3間隔的獨立體。應(yīng)理解的是，可以使用覆蓋管3的表面的適當(dāng)選擇的半導(dǎo)涂料，以形成隔離部件2。
通常，發(fā)明物1可以定位在任意兩個導(dǎo)體之間并與之相連，在該兩個導(dǎo)體之間，電壓得以測量，例如三相系統(tǒng)中的兩相之間的電壓。
在圖1所示的實施例中，隔離部件2已經(jīng)顯示為一中空管狀部件，其外徑為do，內(nèi)徑為di，厚度為d(do-di＝2d)，長度為L。顯然，如果管2為實心的(非中空)，di為零(0)，如果需要，該管可以是這樣。隔離部件2的橫截面面積A顯然為di和do的函數(shù)。隔離部件2的面積A、長度L、電導(dǎo)率σ、介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ確定了導(dǎo)納屏蔽AS，并且如以下參照圖4和4A所述的那樣，根據(jù)本發(fā)明以特定的方式調(diào)節(jié)，使得用于制造隔離部件2的材料的電導(dǎo)率和隔離部件2的橫截面面積A為所選值，以影響電場的結(jié)構(gòu)，從而與發(fā)明物1有效運行所需的電場一致。
用于制造隔離部件2的給定材料的L的選擇根據(jù)諸多因素確定。一個重要的因素是安全性。長度L應(yīng)當(dāng)足夠長以確保安全。值L將得以選擇，使得在由諸如電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)、美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)、國際電工委員會(IEC)、和/或其它地區(qū)和國際標(biāo)準(zhǔn)的主管團(tuán)體規(guī)定的任何合理運行條件下，隔離部件2內(nèi)外任何位置處的電場不大于材料的擊穿強度(電場)。通常，隔離部件的最小長度L受最大可接受電場強度的限制(更接近的電極，更高的強度)，且隔離部件的最大長度L受發(fā)明物的所需大小和重量限制，該發(fā)明物優(yōu)選地盡可能小。
給定材料的橫截面面積A(例如厚度d)的選擇還受諸多因素限制。兩個重要的實際限制是尺寸和重量。橫截面面積A將得以選擇，使得尺寸和重量足夠小，以滿足安裝的需要和機械穩(wěn)定性。
隔離部件2不必是管狀的或均勻一致的。它可以具有不同的形狀，可以是均勻的或不均勻的。例如，它可以具有矩形橫截面，可以是中空的或?qū)嵭牡?，在隔離部件中的不同位置處采用不同的材料(具有不同的電阻率)。形狀和材料的選擇主要取決于應(yīng)用，且本專利申請中所教導(dǎo)的原理可用于確定實際應(yīng)用中使用的隔離部件的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。例如，模擬表明，具有周圍非均勻屏蔽(變化的電阻率)的軸向?qū)ΨQ管起作用，且據(jù)信非對稱軸向非均勻性也很好地起作用；據(jù)信，重要的是隔離部件的實際電阻、以及相對于干擾源與傳感器的接近度的傳感器與屏蔽的接近度。
當(dāng)電壓V跨越電導(dǎo)G施加時，熱以V2·G的速率產(chǎn)生。具有電導(dǎo)G(在本發(fā)明的情形下是隔離部件2)的物體必須消耗此熱。通常，通過諸如熱導(dǎo)、對流和輻射的機制，該熱耗散到周圍環(huán)境中，該機制取決于物體的例如形狀、材料和溫度的物理性能和條件，以及周圍環(huán)境的例如材料和溫度的物理性能和條件。如果產(chǎn)生的熱不能耗散，則物體將過熱，甚至損壞。在隔離部件的情形下，其形狀、橫截面面積A、長度L和材料性能必須以這樣一種方式設(shè)計，即，考慮到其工作的環(huán)境，例如溫度范圍，這種過熱不發(fā)生。
此外，物體中產(chǎn)生并隨后消耗的熱與功率P＝V2/R的大小有關(guān)。在隔離部件的情形下，此功率P從被測量電壓差的導(dǎo)體獲得。必然地，為了不浪費能量，對于可接受的發(fā)明物，此量必須保持充分小，因此，最大電導(dǎo)率也必須充分小。例如，對于具有3000安培電流的130kV線對地(約230kV線對線)傳輸線，沿線傳輸?shù)目偣β始s為Pt＝130,000×3,000瓦(W)＝390MW。為了使用具有R＝10MΩ(G＝0.1μS)的隔離部件的本發(fā)明物測量此線上的電壓，所消耗的功率P為P＝(130,000)2/107W＝1.69kW。于是，功率損失的分?jǐn)?shù)為P/Pt＜0.0005％。
材料的實心棒的導(dǎo)納直接與材料的電導(dǎo)率和介電常數(shù)、以及棒的橫截面面積相關(guān)(與“do”和“di”相關(guān))，并反比于棒的長度(與“L”相關(guān))。因此，可以通過改變棒的幾何形狀獲得具體的導(dǎo)納，這是某些現(xiàn)有技術(shù)中同樣采用的，該現(xiàn)有技術(shù)的同樣的棒由空氣制造，且棒端部的電極形狀也被改變，例如該電極非?？拷野舴浅６?，直至電極之間的導(dǎo)納高到足以提供充分的屏蔽?？蛇x地，如上述Jaeger等人的申請所教導(dǎo)的那樣，介電常數(shù)可以提高。實際上，介電常數(shù)和電導(dǎo)率可以一起增加以提高屏蔽。
在本發(fā)明中，采用電導(dǎo)的增加，這允許不同幾何形狀和不同材料電導(dǎo)率之間的交換。于是，在本發(fā)明的電阻屏蔽中，電極不必靠在一起(需要使用特殊的絕緣)，隔離部件2的橫截面面積也不必增加(導(dǎo)致更大的尺寸和重量)，相反，本發(fā)明利用了改變隔離部件2的材料特性的靈活性，特別是其電導(dǎo)率。
當(dāng)電壓差施加在隔離部件2的頂電極8和底電極10之間時，例如當(dāng)頂電極8與高壓電連接，底電極10與地連接時，構(gòu)成隔離部件2的材料導(dǎo)致隔離部件2內(nèi)和周圍的有組織的電場分布。隨著發(fā)明物1的隔離部件2的電導(dǎo)G增加，這可以通過利用具有更高電導(dǎo)率σ的材料實現(xiàn)，電場的x分量(相對于管2的縱軸的軸向分量)的數(shù)值和相位分布結(jié)構(gòu)改變，即，數(shù)值分布變得更均勻，如圖4和4A中所描繪的結(jié)果所示(比較G＝0西門子(S)與G＝10nS)。
形成隔離部件的潛在有用的電阻材料的一個例子是摻碳黑的聚乙烯。通過改變碳黑的摻雜水平可以獲得不同的電導(dǎo)率。例如，薄膜(約0.1mm厚)可以由聚乙烯制造，該聚乙烯包括以在40phr(每百分中的分?jǐn)?shù))至50phr范圍內(nèi)變化的水平在其中均勻分布的碳黑，且該薄膜可以沿護(hù)套(護(hù)管)3的內(nèi)側(cè)定位，用于230kV級電場傳感器電壓傳感器(EFSVT)中的良好電阻屏蔽。
雖然系統(tǒng)以電導(dǎo)G＝0運行，且依然基于EFS測量確定電壓，但是所確定的電壓在電場分布明顯改變時可能不精確，見所述的Jaeger等人的申請，并且/或者EFS測量在外電場干擾源存在(不充分的屏蔽)時改變。系統(tǒng)的總體精度在導(dǎo)納的數(shù)值較大時提高，即，電場分布較少地受外部干擾影響。通常的外部干擾包括各種電勢下的其它導(dǎo)體的存在、以及所述外管3和其絕緣裙部4上和周圍的污染效應(yīng)、以及其它的附近結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電的或不導(dǎo)電的，移動的或靜止的。通常，許多這些影響中的效應(yīng)不嚴(yán)重，因為其它結(jié)構(gòu)通常位于一距離處，該距離大到足以符合安全要求，且利用各種有關(guān)的IEEE、ANSI、IEC和/或其它標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則對各電壓級別進(jìn)行確定。
本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)的顯著提高，因為通過增加形成隔離部件2的材料的電導(dǎo)率σ獲得了系統(tǒng)的總體精度，即實現(xiàn)了充分的導(dǎo)納屏蔽，這增加了隔離部件2的電導(dǎo)G。最重要的是，L可以選擇來大到足以防止因緊密的接近度導(dǎo)致的高電場強度，因此消除了對導(dǎo)致更簡單、更安全的電壓傳感器的特殊絕緣的需要。例如，對于230kV EFSVT，對于2.07米長的隔離部件2，隔離部件2的電導(dǎo)G可以是10nS(1×10-8S)(平行于隔離部件2的縱軸測量)。
有限數(shù)量的電場傳感器(EFS)位于隔離部件2內(nèi)，定位在隔離部件2中的EFS的總數(shù)例如可以設(shè)置為高達(dá)200，但通常不超過9，且一般地小于6。EFS的數(shù)量可如上述Jaeger等人的專利申請中所述那樣選擇，該申請在此處得以參考引用。
EFS的優(yōu)選形式是小型光學(xué)EFS，例如整體式光學(xué)電場傳感器(IOEFS)，更特別地是如以上提及的Jaeger專利中所述的整體式光學(xué)珀克斯傳感器(IOPC)EFS、和小型塊體光學(xué)珀克斯傳感器?？梢允褂闷渌m當(dāng)?shù)腅FS。例如，可以使用馬修-森得爾(Mach-Zehnder)型電場傳感器，諸如在一旁路中具有域反轉(zhuǎn)的那些(例如見1995年2月的光學(xué)通報(Optics Letters)第20卷第3期第288至290頁的N.A.F.Jaeger和L.Huang的文章“Push-PullIntegrated-optics Mach-Zehnder Interferometer with Domain Inversion in OneBranch”，或1993年11月30日授予Sriram等人的美國專利第5,267,336號所述的傳感器)。
其它EFS的例子可以在以下美國專利中找到1990年5月29日授予K.Bohnert、M.Kaufmann和J.Nehring的題為“Fiber-optic electric field sensorwith piezoelectric body sensor”的第4,929,830號；1991年10月1日授予K.Bohnert和J.Nehring的題為“Device for measuring an electric field”的第5,053,694號；1991年10月1日授予K.Bohnert和W.Buser的題為“Fibreoptical sensor”的第5,053,693號；1995年12月12日授予M.Ingold的題為“Fiber-optic quartz voltage sensor”的第5,475,773號；以及1998年3月24日授予G.K.Woods的題為“Electro-optical voltage sensor head”的第5,731,579號。另外的EFS例子可在S.Weikel和G.Stranovsky在1995年7月20至21日在波蘭俄勒岡召開的EPRI Optical Sensors for Utility T&DApplications Workshop會議上發(fā)表的題為“Application of an Electro OpticVoltage Transducer at 345kV”的文章中找到。
此外，本申請中使用的“重大地”，或諸如“明顯地”或“充分地”的其它措辭用適用于特定應(yīng)用的適當(dāng)?shù)腎EEE、ANSI、IEC和/或其它標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則來確定。例如，對于北美的稅收測量，VT通常要求具有小于±0.3％的偏差，即，“不會改變...以對所述確定的電壓差Vd產(chǎn)生明顯的誤差”表明“確定的電壓差(Vd)在實際電壓差(V)的±0.3％以內(nèi)”。顯然，對于其它的應(yīng)用或其它標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語“重大地”或“充分地”或“明顯地”對應(yīng)于其它的數(shù)值。
另一個例子是一種VT，它必須滿足根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)60044-2(1997-02)的3P類中繼標(biāo)準(zhǔn)；基本上，允許VT在測量電壓數(shù)值時在Vd上有±0.3％的偏差，而在測量功頻電壓(通常是60Hz或50Hz的信號)的相位時有±2°的相位角誤差(當(dāng)然，在標(biāo)準(zhǔn)上有許多其它的要求，該要求超出了此簡略示例的范圍)；因此，在此情形下，“不改變...以對所述確定的電壓差Vd產(chǎn)生明顯的誤差”表明“確定的電壓差(Vd)的數(shù)值在V的實際數(shù)值的±0.3％內(nèi)，且電壓差確定值(Vd)的相位角在實際相位角的±2°內(nèi)”；換句話說，它表明“VT符合根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)60044-2(1997-02)的所有3P類精度要求”。通常，“重大”變化或誤差是指這樣的變化或誤差，只要涉及到相關(guān)的應(yīng)用或情形或要求，該偏差對設(shè)備的用戶是不可接受的。也即，“足夠的精度”意味著“足夠小的誤差”，使得用戶對設(shè)備精度的要求得以滿足。本專利中諸如“充分的屏蔽”的其它術(shù)語得以類似地解釋。在高壓或電力工業(yè)中，這些精度要求通常由上述那些技術(shù)管理機構(gòu)推薦或設(shè)定。
如上所述，屏蔽可得以應(yīng)用，使得隔離部件2將Vd的誤差減小，以優(yōu)選地小于不使用屏蔽時獲得的Vd的誤差的25％。按絕對值算，該屏蔽得以提供，以優(yōu)選地將誤差減小至小于6％，更優(yōu)選地小于1％，更優(yōu)選地小于0.3％，如上所述。
現(xiàn)在將說明使用這種類型傳感器的考慮因素。
EFSVT的設(shè)計思路EFS的輸出是對EFS內(nèi)部電場的具體分量的強度的測量；例如見IEEETrans.on Power Delivery雜志1995年1月第10卷第1期第127至134頁N.A.F.Jaeger和F.Rahmatian的題為“Integrated Optics Pockels CellHigh-Voltage Sensor”的文章。需要使用這種傳感性能來測量本發(fā)明的頂電極8和底電極10之間的電壓；例如，當(dāng)支柱5和底電極10接地時，連接到頂電極8上的電線的線對地電壓。
更明確地，因為由帶電電極感生的電場與電極上的電勢直接相關(guān)，所以可以在隔離部件2內(nèi)的空間中的一個或多個點上使用一個或多個電場傳感器，以推測兩端之間的電壓差(見上文提及的Jaeger等人的申請)。
導(dǎo)納屏蔽(AS)利用用于測量HV傳輸系統(tǒng)中兩點之間電壓的本發(fā)明，適當(dāng)?shù)腅FS可以通過適當(dāng)?shù)胤胖迷谶B接到傳輸線上的支座絕緣子結(jié)構(gòu)21中某處而得以使用。支座絕緣子21通過發(fā)明物1的基本元件形成，包括內(nèi)管2，它由具有絕緣裙部4和凸緣13的外部護(hù)管3圍繞，該凸緣在軸向端上以與諸如支柱5的導(dǎo)電(通常是金屬)元件連接，在此情形下，該支柱還支撐發(fā)明物1。EFS輸出被用于推定傳輸線的電壓。因為EFS輸出取決于電場，所以支座絕緣子結(jié)構(gòu)21必須以一種方式改變，從而減小附近的其它HV傳輸線和其它任何結(jié)構(gòu)的耦合效應(yīng)。
利用本發(fā)明，可以設(shè)計系統(tǒng)來測量任何合理的電壓。經(jīng)濟(和安全)利益，即實際應(yīng)用范圍，將在幾千伏特范圍內(nèi)的更高電壓處。
在包括至少一個電源的任何空間中存在的準(zhǔn)靜態(tài)電磁場可用通過包括電容、電感和電導(dǎo)的無源電路元件、以及至少一個等電流或電壓源局部互連的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)近似地代表(詳見作者為D.M.Pozar的Addison-Wesley公司1990年出版的《微波工程(Microwave Engineering)》)。每個節(jié)點代表空間中的一個點，并連接到代表空間中相鄰點的其它節(jié)點上。每個節(jié)點的電壓代表空間中各點處的電勢。
圖3所給出的模型雖然簡單，但對于概念性說明導(dǎo)納屏蔽概念的某些特征有用。如圖3所示，支座絕緣子21可以近似模擬成N個疊置單元的集總線性導(dǎo)納網(wǎng)絡(luò)。每個單元具有中心自導(dǎo)納Yc、中心到隔離部件導(dǎo)納Yci、隔離部件自導(dǎo)納Yi、內(nèi)部與外部耦合導(dǎo)納Yie、外部自導(dǎo)納Yp、接地導(dǎo)納Yg、線導(dǎo)納Y1、以及外部線和源導(dǎo)納Ys。例如IOPC的EFS物理上位于隔離部件2的內(nèi)部，并有效地局部測量電勢分布的梯度，該電勢分布沿隔離部件2的中心存在，并由連接中心自導(dǎo)納Yc的內(nèi)部單元節(jié)點的電壓代表。已知隔離部件2的自導(dǎo)納Y為N個自導(dǎo)納Yi的函數(shù)。
在圖3中，支座絕緣子21被視作各垂直疊置單元的組合。Yc代表沿一單元中心的空間區(qū)域的自導(dǎo)納，并且因為此區(qū)域通常由空氣占據(jù)，所以Yc主要是電容。Yi代表一單元中隔離部件2的材料的自導(dǎo)納。Yp代表一單元中外管3材料、絕緣裙部4材料和可能存在的污染材料的自導(dǎo)納。根據(jù)每種材料，每個相關(guān)的導(dǎo)納(Yc、Yi、Yp)是電導(dǎo)、電容、電感，或三種的組合。Yci代表沿一單元的中心的空間區(qū)域和該單元中隔離部件2之間的耦合。Yie代表一單元中隔離部件2與該單元中外管3、絕緣裙部4和可能存在的污染物之間的耦合。Yg、Yl和Ys分別代表一單元中外管3、絕緣裙部4和可能存在的污染物與地、被測量高壓線和其它具有有效值V′的線或源之間的耦合。Yci、Yie、Yg和Ys主要是電容(空氣耦合)。此外，除了非常高的頻率，上述電感小至可忽略。
例如，為了使用一個EFS測量線電壓，必須實現(xiàn)EFS位置處電壓分布和線電壓之間的確定的一對一關(guān)系。這可以通過確保隔離部件的自導(dǎo)納Yi的數(shù)值遠(yuǎn)大于可以改變的任何其它導(dǎo)納(例如外導(dǎo)納Yp、Yg和Yl)來完成。在此情形中，線到地的電流主要限制在該單元的內(nèi)部旁路上，且其它導(dǎo)納的任何改變對內(nèi)部電流分布的影響可忽略。接著，中心電壓分布因為外部導(dǎo)納的改變還保持不變，且由EFS進(jìn)行的電壓梯度的測量與線電壓之間的一對一關(guān)系保持不變。Yg、Yl和Ys的變化主要是電容性質(zhì)的，且代表外部電結(jié)構(gòu)的位置和形狀上的變化，例如傳輸總線、變壓器和大氣，同時，Yp上的變化主要是電導(dǎo)性質(zhì)的，并代表絕緣裙部表面狀態(tài)因水、冰和其它污染物引入導(dǎo)致的變化。主要為電容性質(zhì)的內(nèi)部對外部耦合電感Yie的數(shù)值的降低改善了內(nèi)部場分布對外部污染的電隔離，且能通過增加外管3的外徑和/或通過減小內(nèi)管2的外徑do實現(xiàn)。
根據(jù)集總導(dǎo)納模型，Y可以在數(shù)值上增加，以提高隔離并減小區(qū)域內(nèi)的外部耦合效應(yīng)。隔離部件2的5個參數(shù)可以改變以增加導(dǎo)納Y的數(shù)值(1)長度L，(2)橫截面面積A，(3)電導(dǎo)率σ，(4)相對介電常數(shù)ε，(5)相對磁導(dǎo)率μ。
通常，對于由固定電性能的材料形成的任何隔離部件2，隔離部件2(見圖1和2)的較短長度L和/或較大的橫截面面積A導(dǎo)致了較小的阻抗，并因此導(dǎo)致了較大的Y。此外，通常對于具有固定幾何形狀的任何隔離部件2，隔離部件2的較高的電導(dǎo)率σ、較高的介電常數(shù)ε和/或較低的磁導(dǎo)率μ導(dǎo)致了較大的Y。實際上，如本發(fā)明所教導(dǎo)的那樣改變σ則使在獲得所需的Y上非常靈活。依然這樣，對參數(shù)(1)至(5)的值的選擇取決于各種考慮因素，諸如電壓傳感器的精度和安全要求。此外，根據(jù)集總導(dǎo)納模型并為了減小Yie，應(yīng)當(dāng)更加中心地將隔離部件2的高導(dǎo)納材料限制為提高中心電場與雜場效應(yīng)之間的隔離。
適當(dāng)?shù)脑O(shè)計過程包括擬合電壓傳感器柱、考慮各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如上所述)提供的限制、考慮精度要求、并考慮適當(dāng)材料的可用性，其電性能、重量、熱的產(chǎn)生與耗散，以及制備經(jīng)濟、精確(對于預(yù)期的應(yīng)用)和安全的電壓傳感器的成本。
示例-EFSVT測試模擬在以下的例子中，通過模擬說明并評價了EFSVT支座絕緣子(尤其是支座絕緣子21的隔離部件2)的性能。EFSVT結(jié)構(gòu)示于圖2。
待分析的具體支座絕緣子具有Lc＝2245mm的長度，且由具有高度Ls＝2m和直徑ds＝400mm的接地支柱支撐。此外，它還在頂電極的底部具有電暈放電環(huán)，該環(huán)具有539mm的內(nèi)徑和671mm的外徑。有45個橡膠絕緣裙部；一個具有300mm內(nèi)徑和312mm外徑的外部玻璃纖維管；一個內(nèi)隔離部件2，它是一種具有內(nèi)徑di＝198mm和外徑do＝206mm的管；以及一個電極到電極空間，L＝2070mm。此處，不同的EFSVT例子具有不同的內(nèi)管大電阻，1012、109、108、5×107和106Ω。內(nèi)和外管的相對介電常數(shù)為5，且圍繞媒質(zhì)的相對介電常數(shù)為1(空氣)。這些電阻分別相應(yīng)于0、1pS、1nS、10nS、20nS和1μS的電導(dǎo)。在所有的例子中，在空間中的一點處測量平行于隔離部件的軸的電場的分量Ex的單一EFS被假設(shè)為位于中心軸上頂和底電極之間的中部。
對于施加在EFSVT上的電壓，支座絕緣子周圍的電場E用有限元件法計算。
建立測試模擬以測量EFSVT結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境中的性能。VT用于測量頂和底電極之間的電壓，該底電極作為基準(zhǔn)。所施加的電壓為具有60赫茲的正弦曲線。電壓相位任意地選為這些例子中給出的相位信息的基準(zhǔn)(見表)。
在第一種情形下，留在絕緣裙部上并具有0.25mm厚度的水層模擬具有不同程度的水污染的各個EFSVT，該污染程度由108Ω·cm、105Ω·cm和100Ω·cm的電阻率代表。此情形用于模擬∞、1012、109、108、5×107和106Ω的隔離部件電阻。
在第二種情形下，通過去除情形1中覆蓋頂部五個絕緣裙部(從底部計的絕緣裙部#41至#45)的部分水層，支座絕緣子頂部附近的干燥帶狀況模擬具有不同水污染級別的各個EFSVT，該級別由108Ω·cm、105Ω·cm和100Ω·cm的電阻率代表。在第三種情形中，通過去除情形1中覆蓋絕緣裙部#12至#16的部分水層，支座絕緣子底端附近的干燥帶狀況模擬具有不同水污染級別的各個EFSVT，該污染級別由108Ω·cm、105Ω·cm和100Ω·cm的電阻率代表。這兩種情形模擬大電阻(100MΩ和50MΩ)的隔離部件電阻。
因為頻率對所有這些情形固定在60赫茲的單一頻率，所以測量或確定的電壓Vd可以由數(shù)值和相位代表。雖然通常VT的輸出時間連續(xù)地給出電壓的瞬時讀數(shù)。
通常，對于線性媒質(zhì)，如果影響媒質(zhì)的電壓源是單一頻率的時間正弦(temporally sinusoidal)曲線，則E的每個分量是同頻的時間正弦曲線，在該線性媒質(zhì)中，該媒質(zhì)的電性能不是電場E的函數(shù)。因此，Ex是頻率為60Hz的正弦曲線，且還可由數(shù)值和相位代表。
通常，測量的電壓Vd可以由EFS輸出通過下式確定Vd=Σi=1nCiEx,i,]]>其中，Exi是第i個EFS的輸出，Ci是第i個EFS的校正常數(shù)和/或權(quán)重因子，且n是EFS的總數(shù)，如上面提及的此處參考引用的Jaeger等人的申請中所述的那樣。例如，此表達(dá)式簡化為Vd＝CEx，其中，C是具有數(shù)值分量和相位分量的校正常數(shù)。此外，加載的實際電壓V和測量的電壓Vd之間的誤差將以數(shù)值誤差和相位誤差的方式表示。
應(yīng)當(dāng)注意的是，C的大小是比例常數(shù)，且基于要測量的所加電壓確定；在例子中，我們尋找歸一誤差或百分比誤差，并且，我們不考慮實際的電壓級別。此外，所給出的百分比誤差是相對于所施加的電壓信號的幅值的(其百分比)。
表1顯示了情形1的模擬結(jié)果。從這些結(jié)果可以看出，通常當(dāng)隔離部件電阻減小時，因保留在絕緣裙部上的均勻水層的存在導(dǎo)致的幅值誤差明顯減小。對于低于1GΩ的隔離部件電阻，即對于大于1nS的隔離部件電導(dǎo)，相位誤差也隨隔離部件電阻減小而減小。
表2和表3分別示出情形2和情形3的結(jié)果。此外，此處的測試模擬集中于50MΩ和100MΩ的內(nèi)管電阻，因為這些電阻在用于230kV級電壓傳感器的實際高壓應(yīng)用的最低許可電阻值的范圍內(nèi)。此處研究了干燥帶狀況的效應(yīng)，因為希望這些狀況實際上是在干擾隔離部件內(nèi)部電場的外部因素的作用方面的一些最惡劣的情形。再者，表中清楚地看到相位和幅值因減小的隔離部件電阻導(dǎo)致的大幅減小的誤差。
對于以上所有情形，應(yīng)當(dāng)注意到的是，具有0.25mm厚的污染的均勻水層和100Ω·cm的電阻是一種非常極端的情形，這種情形是為了模擬比實際情景糟得多的情景。
表1 總體均勻水沉積的EFSVT模擬結(jié)果

表2 均勻水沉積和上部干燥帶的EFSVT模擬結(jié)果

表3 均勻水沉積和下部干燥帶的EFSVT模擬結(jié)果

以上情形和表格示出了一個EFS傳感器與RS一起使用以測量電壓的情況。由本申請中所給出說明清楚地看出，當(dāng)使用多個EFS(例如，如Jaeger等人的申請中所述的那樣)以確定所述電壓差時，電阻屏蔽可以通過其電場分布平緩效應(yīng)而進(jìn)一步提高精度，例如見圖4，使得當(dāng)諸如Jaeger等人的申請中所述的方法得以使用時，對確定的電壓差的外部影響的作用進(jìn)一步減小。例如，圖3中給出的簡化模型可以用于表明當(dāng)Yi較大時，例如當(dāng)出現(xiàn)明顯電阻屏蔽時，在電阻屏蔽內(nèi)部(即柱中心)的電場分布上的外界影響的作用與當(dāng)Yi較小時的相比更小。
在不脫離如所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明的精髓的情況下，已經(jīng)描述的本發(fā)明的變體對本領(lǐng)域技術(shù)人員是清楚的。
權(quán)利要求
1.一種測量電壓的裝置，該裝置包括一電隔離部件；一對間隔的導(dǎo)體，其間的電壓差V得以確定，所述導(dǎo)體中的一個在所述隔離部件的一端，而另一個在所述隔離部件的遠(yuǎn)離所述一端的端部；至少一個電場傳感器，該傳感器在所述隔離部件內(nèi)的至少一個位置處探測電場；一個檢波器，用于基于由所述至少一個電場傳感器探測到的所述電場確定所述電壓差V的值Vd，所述隔離部件由主要是電阻性的材料形成，該材料具有處于25GΩ至50kΩ范圍內(nèi)的電阻，從而為所述至少一個位置提供與所述裝置外部的實際強度的電場干擾源隔開的足夠屏蔽，使得實際強度的所述源不改變在所述至少一個位置處探測的所述被探測的電場，以在所述電壓差V的所述值Vd上不產(chǎn)生明顯誤差。
2.一種測量電壓的裝置，該裝置包括一電隔離部件；一對間隔的導(dǎo)體，其間的電壓差V得以確定，所述導(dǎo)體中的一個在所述隔離部件的一端，而另一個在所述隔離部件的遠(yuǎn)離所述一端的端部；至少一個電場傳感器，該傳感器在所述隔離部件內(nèi)的至少一個位置處探測電場；一個檢波器，用于基于由所述至少一個電場傳感器探測到的所述電場確定所述電壓差V的值Vd，所述隔離部件由主要是電阻性的材料形成，該材料具有處于25GΩ/m至50kΩ/m范圍內(nèi)的每單位長度電阻，從而為所述至少一個位置提供與所述裝置外部的實際強度的電場干擾源隔開的足夠屏蔽，使得實際強度的所述源不改變在所述至少一個位置處探測的所述被探測電場，以在所述電壓差V的所述值Vd上不產(chǎn)生明顯誤差。
3.如權(quán)利要求2所述的測量電壓的裝置，其中，所述每單位長度電導(dǎo)在1GΩ/m至500kΩ/m的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1、2或3中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于不使用所述隔離部件時獲得的Vd的誤差的25％。
5.如權(quán)利要求1、2或3中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于6％。
6.如權(quán)利要求1、2或3中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于1％。
7.如權(quán)利要求1、2或3中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述的足夠屏蔽將所述的所確定的電壓Vd的誤差減小至小于0.3％。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述隔離部件(2)是中空的。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的測量電壓的裝置，還包括保護(hù)所述隔離部件(2)不受環(huán)境影響的護(hù)套(3)。
10.如權(quán)利要求1至9中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述電場傳感器(6)是光學(xué)電場傳感器。
11.如權(quán)利要求1至10中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述隔離部件由摻有碳黑的聚乙烯制造。
12.如權(quán)利要求1至11中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述隔離部件是中空的。
13.如權(quán)利要求1至12中的任一項所述的測量電壓的裝置，還包括保護(hù)所述隔離部件不受環(huán)境影響的護(hù)套。
14.如權(quán)利要求1至13中的任一項所述的測量電壓的裝置，其中，所述電場傳感器是光學(xué)電場傳感器。
15.一種測量第一和第二間隔導(dǎo)體之間的電勢V的裝置，該間隔導(dǎo)體分別與第一和第二接線端(8、10)連接，隔開距離L，其中，相對于所述間隔導(dǎo)體之間的任何電勢，所述第一和第二接線端(8、10)之間的任何電勢在其間建立一電場分布，該裝置包括所述第一和第二接線端之間的至少一個電場傳感器(6)，用于提供表示電場的電場輸出信號；檢波部件(12)，用于確定電勢值Vd，該值代表所述第一和第二間隔導(dǎo)體(8、10)之間的所述電勢V，是所述電場輸出信號的函數(shù)；以及所述電場傳感器附近的電場隔離部件(2)，該部件具有第一和第二終端，該終端適于與所述第一和第二接線端電連接，其中，所述電場隔離部件具有選定的電阻特性，以減小因任何外部電場干擾導(dǎo)致的Vd的任何誤差。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述電阻特性在所述第一和第二接線端之間沿所述隔離部件為25GΩm至50kΩm。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述隔離部件(2)為中空管狀電阻器，且所述至少一個電場傳感器(6)在所述中空管狀電阻器內(nèi)。
18.如權(quán)利要求15所述的裝置，還包括用于支撐所述第一和第二接線端的中空絕緣柱(3)，且所述隔離部件(2)和所述至少一個電場傳感器(6)在所述中空絕緣柱(3)內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述隔離部件借助所述中空絕緣體(3)表面上的電阻涂層構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述至少一個電場傳感器(6)是光學(xué)電場傳感器。
21.一種測量第一和第二間隔導(dǎo)體之間的電勢V的裝置，該間隔導(dǎo)體分別與第一和第二接線端(8、10)連接，隔開距離L，其中，相對于所述間隔導(dǎo)體之間的任何電勢，所述第一和第二接線端(8、10)之間的任何電勢在其間建立一電場分布，該裝置包括所述第一和第二接線端(8、10)之間的至少一個電場傳感器(6)，用于提供表示電場的電場輸出信號；檢波部件(12)，用于確定電勢值Vd，該值代表所述第一和第二間隔導(dǎo)體(8、10)之間的所述電勢V，是所述電場輸出信號的函數(shù)；以及通常為管狀的電阻器結(jié)構(gòu)(2)，該結(jié)構(gòu)具有第一和第二終端，該終端適于與所述第一和第二導(dǎo)體電連接，其中，所述至少一個電場傳感器(6)設(shè)置在所述管狀電阻器的一內(nèi)部部分內(nèi)，以及所述通常為管狀的電阻器結(jié)構(gòu)(2)具有選定的電阻特性，以減小因任何外部電場干擾導(dǎo)致的Vd的任何誤差。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述電阻特性在所述第一和第二接線端之間沿所述管狀電阻器結(jié)構(gòu)為25GΩm至50kΩm。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，還包括用于支撐所述第一和第二接線端的中空絕緣柱(3)，以及所述管狀電阻器(2)和所述至少一個電場傳感器(6)在所述中空絕緣柱(3)內(nèi)。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述至少一個電場傳感器(6)是光學(xué)電場傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電壓傳感器。通過具有電阻屏蔽(RS)的材料制造的電隔離部件形成一種用于測量高壓線上的電壓的電壓傳感器，該電隔離部件構(gòu)成由隔離部件兩端之間的電壓差產(chǎn)生的電場，并提供內(nèi)部電場與電壓傳感器外部的電場干擾源之間的屏蔽。設(shè)置至少一個電場傳感器，以探測隔離部件中的電場，其輸出被用于推斷電壓差。
文檔編號G01R15/24GK1418312SQ01805024
公開日2003年5月14日 申請日期2001年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月15日
發(fā)明者帕特里克·P·查維斯, 法諾什·拉馬蒂安, 尼古拉斯·A·F·耶格, 克里斯托弗·P·亞基米西恩 申請人:尼克斯特法斯公司