电压传感器的制作方法

发明领域本发明涉及电压传感器。本发明尤其但不排他地涉及用于开关设备的电压传感器。

背景技术：

0、发明背景

1、电压传感器可包括操作依赖于温度的部件，并且因此电压传感器的性能也可依赖于温度。对于一些应用，温度对电压传感器性能的影响并不明显，并且可忽略不计。然而，对于包括重合器、断路器和电力系统的其他开关设备的其他应用，电压传感器的操作在一定的操作温度范围内准确无误是重要的。

2、对电压传感器的温度补偿可通过以下方式来执行：测量使用期间的操作温度并且使用适当编程的控制器来基于测量到的温度和相关传感器部件的温度特性而调整传感器输出。然而，这是相对复杂且昂贵的解决方案，尤其是因为它需要在有温度依赖性部件的每个位置处使用温度传感器。

3、期望缓解以上概括的问题。

技术实现思路

1、从第一方面来看，本发明提供了一种电压传感器，所述电压传感器包括：电压输入端；电压输出端；电压参考端；第一电路部分，所述第一电路部分连接在所述电压输入端与所述电压输出端之间，所述第一电路部分包括提供依赖于温度的第一阻抗的至少一个阻抗部件；以及第二电路部分，所述第二电路部分连接在所述电压输出端与所述电压参考端之间，所述第二电路部分包括提供依赖于温度的第二阻抗的至少一个阻抗部件，其中所述第一电路部分和所述第二电路部分被配置为使得所述第二阻抗的温度依赖性至少在操作温度范围内与所述第一阻抗的温度依赖性匹配，并且其中所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件和所述第一电路部分的所述至少一个阻抗位于在使用中经历基本上相同的温度的一个或多个位置。

2、优选地，所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件包括单个电容器，并且所述第一阻抗是由所述电容器提供的第一电容，或者其中所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件包括单个电阻器，并且所述第一阻抗是由所述电阻器提供的第一电阻。

3、可选地，所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件包括形状被设定且尺寸用于安装在电导体上的电容器，或其他阻抗部件。

4、可选地，所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件是套筒状形状。

5、可选地，所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件包括单个电容器，并且所述第二阻抗是由所述电容器提供的第二电容，或者其中所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件包括单个电阻器，并且所述第二阻抗是由所述电阻器提供的第二电阻。

6、可选地，所述第二电路部分的所述电容器，或其他阻抗部件至少在所述操作温度范围内具有与所述第一电路部分的所述电容器或其他阻抗部件的温度依赖性电容或阻抗特性匹配的温度依赖性电容或阻抗特性。

7、可选地，所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件包括电容器网络，所述电容器网络被配置为提供所述第二电容，或者其中所述至少一个阻抗部件包括被配置为提供所述第二阻抗的其他阻抗部件的网络。

8、可选地，所述电容器网络包括至少一个以及典型地多个电容器，每个电容器具有相应的温度依赖性电容特性，所述网络被配置为使得所述网络的所得的温度依赖性电容特性至少在所述操作温度范围内与所述第一电容的温度依赖性电容特性匹配，或者其中所述其他阻抗部件的网络包括至少一个以及典型地多个阻抗部件，所述网络被配置为使得所述网络的所得的温度依赖性阻抗特性至少在所述操作温度范围内与所述第一阻抗的温度依赖性阻抗特性匹配。

9、可选地，所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件包括电容器网络，所述电容器网络被配置为提供所述第一电容，或者其中所述至少一个阻抗部件包括被配置为提供所述第一阻抗的其他阻抗部件的网络。

10、可选地，相应的其他阻抗部件的网络包括电阻器网络，或至少一个电阻器和至少一个电容器的网络。

11、相应的网络可包括并联的阻抗部件的网络。

12、在一些实施方案中，所述电压传感器被配置为作为电容分压器进行操作。替代地，所述电压传感器可被配置为作为电阻分压器进行操作。替代地，所述电压传感器可被配置为作为电阻-电容(rc)电压传感器进行操作。

13、典型地，所述第二电路部分的至少一个阻抗部件设于基板，例如印刷电路板(pcb)上。

14、优选地，所述第二电路部分的所述电容器或其他阻抗部件位于与所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件相邻之处。

15、在一些实施方案中，所述第二电路部分的所述电容器或其他阻抗部件的网络的至少一部分位于与所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件相邻之处。

16、所述第二阻抗的所述温度依赖性在所述操作温度范围内可与所述第一阻抗的所述温度依赖性相同或基本上相同。

17、优选地，所述第二电路部分阻抗的温度依赖性变化与所述第一电路部分的对应的温度依赖性变化相差一定量，所述量小于所述第一电路部分的所述对应的温度依赖性变化。

18、所述第一阻抗的所述温度依赖性可为所述第一阻抗的值响应于温度变化而相对于标称第一阻抗值变化，并且所述第二阻抗的所述温度依赖性是所述第二阻抗的值响应于温度变化而相对于标称第二阻抗值变化。

19、在优选的实施方案中，所述第一阻抗的值相对于所述标称第一阻抗的所述变化和所述第二阻抗的所述值相对于所述标称第二阻抗值的所述变化在所述操作温度范围内在标称温度下为零，所述标称温度优选地对应于正常气候条件。

20、在优选的实施方案中，所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件与所述第一电路部分的所述至少一个阻抗协同定位。

21、从第二方面来看，本发明提供了一种电气开关装置，所述电气开关装置包括根据本发明的第一方面的至少一个电压传感器。

22、典型地，所述至少一个电压传感器的所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件连接到所述电气开关装置的电压端子。优选地，所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件位于与所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件相邻之处。

23、所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件可安装在所述电压端子上，或所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件上，或所述开关装置的位于与所述电压端子相邻之处的一部分上，或也支撑所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件的支撑结构上。

24、可选地，所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件位于所述电压端子周围。

25、可选地，电流传感器联接到所述电压传感器，所述第一电路部分的所述至少一个阻抗部件与所述电流传感器相邻并且所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件安装在所述电流传感器上。

26、从第三方面来看，本发明提供了一种使用电压传感器测量电压的方法，所述电压传感器包括：电压输入端；电压输出端；电压参考端；第一电路部分，所述第一电路部分连接在所述电压输入端与所述电压输出端之间，所述第一电路部分包括提供依赖于温度的第一阻抗的至少一个阻抗部件；以及第二电路部分，所述第二电路部分连接在所述电压输出端与所述电压参考端之间，所述第二电路部分包括提供依赖于温度的第二阻抗的至少一个阻抗部件，所述方法包括：将所述第一电路部分和所述第二电路部分配置为使得所述第二阻抗的温度依赖性至少在操作温度范围内与所述第一阻抗的温度依赖性匹配；以及对所述第二电路部分的所述至少一个阻抗部件和所述第一电路部分的所述至少一个阻抗进行定位，使得所述阻抗部件在使用中经历基本上相同的温度。

27、在优选的实施方案中，电压传感器以电容分压器的形式实现，并且所述分压器的第二臂的电容器物理地位于第一臂的电容器旁边。此外，所述电容器被选择为使得所述分压器的每个臂的温度依赖性特性至少在相关操作温度范围内相同或基本上相同。

28、更一般地，在优选的实施方案中，所述第二臂的所述电容器(或其他阻抗，在适用时)被选择为使得其在相关操作温度范围内的温度依赖性与所述第一臂的所述电容器(或其他阻抗，在适用时)的对应的温度依赖性相差一定量，所述量小于所述第一臂的所述电容器(或其他阻抗，在适用时)在所述操作温度范围内的所述对应的温度依赖性。例如，如果所述第一臂的所述电容器(或其他阻抗，在适用时)在所述操作温度范围内的所述温度依赖性为10％，则所述第二臂的所述电容器(或其他阻抗，在适用时)的所述温度依赖性与所述第一臂的所述电容器(或其他阻抗，在适用时)的所述温度依赖性在所述相关操作温度范围内相差不到10％。这种布置导致了电压传感器操作中基于温度的误差的减少。例如，如果差异为5％，则与常规传感器相比，误差会减小两倍。

29、可选地，所述第二臂可包括彼此并联地连接(或以其他方式互连来形成网络)的多个电容器(和/或其他阻抗)，所述多个电容器的相应的温度特性(它们可能彼此不同)被选择为使得所述电容器(和/或其他阻抗)网络以及因此所述第二臂的所得或复合的温度特性在所述操作温度范围内与第一臂电容器(和/或其他阻抗)的温度特性匹配或基本上匹配。第二臂复合电容器/阻抗的对温度没有依赖性或具有相对较低依赖性的任何部分(例如，任何电容器)不必位于第一臂电容器旁侧。可选地，第一臂可包括互连来形成网络的多个电容器(和/或其他阻抗)，而不是单个电容器。

30、体现本发明的电压传感器与没有温度补偿的电压传感器相比表现出提高的精度，并且相较于依赖于温度测量的温度补偿型电压传感器也可表现出提高的精度，因为温度测量可能是误差来源。此外，本发明的实施方案不需要主动温度补偿系统，这降低了复杂性和成本并且提高了可靠性和使用寿命。

31、有利地，体现本发明的一个或多个电压传感器可安装在重合器、断路器、真空断路器或其他开关设备上，以便测量相关装置的相应端子处的电压。由于测量到的端子电压可用于控制所述装置的操作，因此通过设于相应端子处的精度提高的电压传感器，改进了所述装置的性能。所述电压传感器或每个电压传感器可位于相关装置的外壳内(例如，在重合器的情况下)或位于外壳外，视方便而定。

32、有利地，体现本发明的电压传感器在比没有温度补偿的电压传感器更宽的温度范围和更宽的电流范围内准确地操作，并且因此适用于更广泛范围的应用。