分压装置、电压传感器、跳脱装置模块及电气保护设备.pdf

本发明提供电容分压装置以及提供有该装置的电压传感器、跳脱装置模块和电气保护设备。该多层电容分压器(1)包括形成同一层级(8)上以提供输入电压的第一和第二主电极(3、4)，以及形成在另一层级(9)上以提供减弱电压(VS)的公用电极(6)，所述装置至少包括形成在再一层级(21)上的第一辅助电极(11)，所述电极设置为形成电容单元，所述辅助电极(11)朝着所述装置设置第二主电极(4)的一侧延伸，以借助于线性导体(31；55)将所述辅助电极连接到该第二主电极。

1.  一种电容分压装置，设计为减弱输入电压(VE)，所述装置包括形成在由绝缘层(2)分开的多层结构(1；51)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(3、4)以及提供从所述输入电压减弱的电压(VS)的公用电极(6)，
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(8)上，该公用电极形成在所述结构的另一个层级(9)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(CI)，并且与该第二主电极形成第二电容单元(C2)，
所述装置至少包括形成在该多层结构(1；51)的再一个层级(21)上的第一辅助电极(11)，并且设置为与该公用电极(6)形成第一辅助电容单元(CA1)，并且
所述辅助电极(11)和该第二主电极(4)朝着该多层结构的一侧延伸，以经由线性导体(31；55)将所述辅助电极电连接到该第二主电极。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该公用电极(6)形成在相对于所述第一和第二主电极(3、4)的层级8的相继层级(9)上。

3.  根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，它包括形成在该多层结构(1；51)的特定层级(21-24)上的多个辅助电极(11-14)，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(CA1、CA2、CAN-I、CAN)，所述辅助电极连接到该第二主电极(4)或该公用电极(6)以获得每个辅助电容单元(Ca1、CA2、CAN-I、CAN)与该第二电容单元(C2)的并联连接。

4.  根据权利要求3所述的装置，其特征在于，它包括预定数量N个辅助电极，该辅助电极形成在表示为从1至N的级(n)的该多层结构的特定层级上，第一辅助电极(11)的该特定层级(21)对应于级1，设置在奇数级的特定层级(21、23)上的辅助电极(11、13)连接到该第二主电极(4)，设置在偶数级的特定层级(22、24)上的辅助电极(12、14)连接到该公用电极(6)。

5.  根据权利要求4所述的装置，其特征在于，形成在奇数级的特定层级(21、23)上每个辅助电极(11，13)朝着该多层结构设置该第二主电极(4)的一侧延伸，形成在偶数级的特定层级(22、24)上的每个辅助电极(12、14)和该公用电极(6)朝着横向相对侧延伸，从而借助于线性导体(31、32；55、56)彼此连接该些电极。

6.  根据权利要求1至5任何一项所述的装置，其特征在于，至少一个线性导体(31、32；55、56)通过该多层结构的相继层级。

7.  根据权利要求3至6之一所述的装置，其特征在于，每个辅助电极(11、12、13、14)的特定层级(21、22、23、24)对应于该多层结构的相继层级。

8.  一种电压传感器，包括：
-输入电压(VE)的两个输入端子(121)，
-电容分压装置(123)，连接到所述输入端子，以提供根据所述输入电压的减弱电压(VS)，以及
-处理电路(125)，连接到所述分压装置以提供代表所述输入电压的信号，
其特征在于，所述电容分压装置是根据前述权利要求任何一项的电容分压装置，所述输入端子分别连接到该第一和第二主电极(3、4)，所述处理电路连接到该公用电极(6)。

9.  根据权利要求8所述的电压传感器，其特征在于，该处理电路(125)包括阻抗匹配装置(131；141)。

10.  根据权利要求9所述的电压传感器，其特征在于，该阻抗匹配装置包括与该电容单元(C2)并联连接的电阻器(R2)，所述电阻器的值选择为相对于操作频率最小化截止频率。

11.  一种电气保护设备(101；201)的跳脱装置模块(111；205)，所述模块包括至少一个电流传感器(113；211)和处理装置(116)，所述至少一个电流传感器(113；211)测量受所述设备保护的至少一个电导体(103；215、217)中流过的电流，所述处理装置(116)根据所述电流的值提供跳脱信号(114)，
其特征在于，所述模块包括根据权利要求8至10的任何一项的电压传感器(115)，所述处理装置(116)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(117)，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。

12.  一种电气保护设备(101、201)，设计为安装在至少一个电导体(103；215、217)上，所述设备包括可活动接触(105)、控制所述可活动接触开或关的操作机构(106)以及与所述机构联合操作的跳脱装置(111)，以响应于电气故障引发所述可活动接触的断开，其特征在于，所述跳脱装置包括根据前述权利要求的跳脱装置模块(205)，所述模块提供有电压传感器(115；231)和电流传感器(113；211)。

13.  一种电气保护设备(101；201)，设计为安装在至少一个电导体(103；215、217)上，所述设备包括可活动接触(105)、控制所述可活动接触开或关的操作机构(106)以及与所述机构联合操作的所述跳脱装置(111)，以响应于电气故障引发所述可活动接触的断开，所述跳脱装置包括测量所述电导体中流过电流的电流传感器(113；211.)和根据所述电流提供跳脱信号(114)的处理装置(116)，
其特征在于，该跳脱装置还包括根据权利要求8至10任何一项的电压传感器(115；231)，所述处理装置(116)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(117)，所述跳脱信号取决于所述功率和/或所述功率因数的值。

分压装置、电压传感器、跳脱装置模块及电气保护设备
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。
本发明还涉及电气保护设备，其设计为安装在至少一个电导体上，所述设备包括可活动接触、控制所述可活动接触开或关的操作机构以及与所述机构联合操作的跳脱装置，以响应于电气故障而引发所述可活动接触的断开，所述设备的特征在于，所述跳脱装置包括如上所述的跳脱装置模块，所述模块提供有电压传感器和电流传感器。
本发明还涉及电气保护设备，设计为安装在至少一个电导体上，所述设备包括可活动接触、控制所述可活动接触开或关的操作机构以及与所述机构联合操作的跳脱装置，以响应于电气故障引发所述可活动接触的断开，所述跳脱装置包括测量所述电导体中流过的电流的电流传感器和根据所述电流提供跳脱信号的处理装置，所述设备的特征在于，该跳脱装置还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，所述跳脱信号取决于所述功率和/或所述功率因数的值。
附图说明
图1表示根据本发明实施例的电容分压器的多层结构。
图2是图1的多层结构的等效图。
图3表示电容分压器的另一个实施例，与图1所示的实施例相比，其包括降低的输出阻抗。
图4是图3的多层结构的等效图。
图5是根据本发明的电气保护设备的示意图。
图6表示根据本发明的电压传感器的阻抗匹配装置的第一实施例。
图7表示根据本发明的电压传感器的阻抗匹配装置的第二实施例。
图8是根据本发明实施例的电气保护设备的透视图。
图9是图8所示电气保护设备的跳脱装置模块内部结构的透视图。
图10是示出图9所示模块的电流传感器和电压传感器的透视图。
图11是示出装配图9所示模块的电流传感器和电压传感器的导电体的透视图。
具体实施方式
参考图1，电容分压器形成在多层结构1中，该多层结构1包括由绝缘层2分隔的几个层级上的电极。电容分压器的电极包括使得能够施加输入电压VE的第一主电极3和第二主电极4。第一和第二主电极也可以分别称为电势电极和测量电极。多层结构1还包括提供从输入电压VE减弱的电压VS的公用电极6。更准确地讲，减弱电压通常提供在公用电极6和第二电极4之间。
由图1可见，第一和第二主电极3和4形成在多层结构1的同一层级8上。公用电极6则是形成在多层结构的另一层级9上。
由图2可见，公用电极6设置为与第一主电极3形成第一电容单元C1，并且与第二主电极4形成第二电容单元C2。
更准确地讲，在图1所示的实施例中，公用电极6形成在相对于所述第一和第二主电极的层级8的相继层级9上。换言之，公用电极6设置为面对第一和第二主电极3和4的每一个。因此，第一电容单元由第一主电极3、公用电极6和隔开所述电极的绝缘层2形成。以类似的方式，第二电容单元由第二主电极4、公用电极6和隔开所述电极的绝缘层2形成。因此，图2所示的电容单元对应于两个电容器C1和C2，两个电容器C1和C2包括基本上由公用电极6形成的公用电枢(common armature)。
在未示出的另一个实施例中，通过在这两个层级之间设置几个绝缘层和可能的中间电极，公用电极可以形成在相对于所述第一和第二主电极的层级不相继的层级上，即形成在远离所述第一和第二主电极的层级上。例如，中间电极的至少一部分可以设置为与第一主电极和公用电极形成第一电容单元，相当于串联连接的电容器。以同样的方式，中间电极的至少一部分可以设置为与第二主电极和公用电极形成第二电容单元，相当于串联连接的电容器。这样的实施例尤其使得能够将施加在每个主电极和公用电极之间的电压分布在串联连接的几个电容器上，使电容分压器能够吸收较高的电压。
图1所示的电容分压器还包括形成在多层结构的其它特定层级(即形成在标注为21和22的特定层级)上的两个辅助电极11和12。特定层级的含义是多层结构的层级之一，其特征是它包括辅助电极。第一辅助电极11设置为与公用电极6形成第一辅助电容单元。更准确地讲，第一辅助电极11形成在特定层级21上，特定层级21对应于形成公共电极的层级9的相继层。换言之，第一辅助电极11设置为面对公用电极6。因此，图2所示的第一辅助电容单元对应于电容器CA1，其包括与电容器C2的公用电枢。
就第二辅助电极12而言，后者设置为与形成在特定层级22上的辅助电极形成第二辅助电容单元。更准确地讲，第二辅助电极12形成在特定层级22上，特定层级22对应于形成第一辅助电极11的层级21的相继层级，即辅助电极11和12设置为彼此面对。因此，图2所示的第二辅助电容单元对应于电容器CA2，其包括与电容器CA1的公用电枢。
如图1所示，设置在多层结构的表面上的电极可以由绝缘清漆25全部或部分地覆盖。
在图1所示的装置中，每个辅助电极11和12的特定层级21和22对应于多层结构的相继层级。在未示出的另一个实施例中，通过在这些非相继层级之间插设几个绝缘层和可能的中间电极，辅助电极可以形成在多层结构非相继的层级上。例如，这些中间电极可以设置为与公用电极和第一辅助电极或者与相继的辅助电极形成辅助电容单元，这些单元对应于串联连接的电容器。这样的实施例尤其使得能够将施加在公用电极和辅助电极之间的电压分布在串联连接的几个电容器上，从而电容分压器能够吸收较高的电压。
在图1所示的实施例中，第一辅助电极11借助于电导体31连接到第二主电极4，第二辅助电极12借助于电导体32连接到公用电极6。因此，第一和第二辅助电容单元CA1和CA2与第二电容单元C2并联连接。
在图3所示的实施例中，多层结构51包括数量N的辅助电极11、12、13、14，它们形成在多层结构的特定层级21、22、23、24上，并且表示从1至N的级。每个辅助电极11、12、13、14都设置为与形成在相继特定层级上的辅助电极形成辅助电容单元CA1、CA2、CAN-1、CAN，如图4所示。第一辅助电极11的层级21对应于级1。设置在奇数级的特定层级上的辅助电极，例如，分别具有1级和N-1级的电极11和13，借助于电导体55连接到第二主电极4。设置在偶数级的特定层级上的辅助电极借助于电导体56连接到公用电极6，电极22和14分别为2级和N级。
由图4可见，由于辅助电极与第二主电极4或公用电极6的这些电连接，电容单元CA1、CA2、CAN-1、CAN与第二电容单元C2并联连接。这样，辅助电极的增加能使公用电极6和第二主电极4之间的等效电容值显著增加。这样，如下面所述，最小化了连接在公用电极6和第二主电极4之间的处理电路的输入阻抗。
辅助电极的增加意味着因增加附加层而增加多层结构厚度，所述结构的长度和宽度保持不变。多层结构可以大于几十微米，具体地讲大于50微米，例如150微米。多层结构的厚度通常取决于层级的数量。多层结构在每个层级之间的厚度可以小于50微米，例如等于45微米。与包括在纵向和/或横向方向上增加电极的小量层的多层结构相比，由此导致增加的尺寸非常有限。
在图1和3所示的实施例中，形成在奇数级1和N-1的层级上的每个辅助电极11和13都朝着多层结构设置第二主电极4的一侧延伸。形成在奇数级1和N-1的层级上的每个辅助电极11和13实际上在这里延伸到多层结构1和51的右面，延伸超过形成在偶数级2和N的层级上的辅助电极12和14之外，即形成在偶数级2和N的层级上的辅助电极12和14设置为相对于多层结构设置第二主电极4的一侧靠后。形成在偶数级2和N的层级上的每个辅助电极12和14和公用电极6则朝着多层结构设置第二主电极4的横向相对侧延伸。形成在偶数级2和N的层级上的每个辅助电极12和14实际上在这里延伸到多层结构1和51的左侧，延伸超过形成奇数级1和N-1的层级上的辅助电极11和13之外，即形成在奇数级的层级上的每个辅助电极11和13设置为相对于横向相对于多层结构的一侧之外。由于这样的构造，各电极借助于通过绝缘层的线性导体31、32、55、56彼此连接。这些线性导体31、32、55、56也称为通路。
在未示出的另一个实施例中，如上所述，辅助电极和公用电极在两侧上的延伸可以延伸到多层结构的边缘上。这样，线性导体可以设置在多层结构每侧边缘上。
各电极可以由任何导电材料制造，例如，铜或铝。绝缘层可以由任何介电材料制造，例如，环氧化合物或聚酰亚胺化合物，如Kapton(聚酰亚胺薄膜)。
电容分压器的多层结构通常由任何已知的印刷电路制造技术获得，这样，电容分压器以低成本获得，并且具有良好的再现性。这些多层结构的形状没有关系，并且可以适合于设置它们的支撑物的形状。电容分压器和相关处理电路之间的电连接可以由本领域的技术人员已知的任何方法实现。例如，该连接可以借助于焊接在电容分压器的电极4和6与处理电路的输入端子之间导电线形成。有利地，多层结构的连接电极和支撑电极的绝缘层可以延伸以连接到处理电路。通常，连接电极及其相关的绝缘层的延伸是柔性的，这使连接是柔性的。处理电路和电容分压器优选形成同一基板上。
上述电容分压器的一个优点是，它们制作在同一基板上或同一多层结构上。因此，第一和第二电容单元使用相同的电介质。该构造意味着减弱电压VS的测量在温度上更加稳定。
上述电容分压器可以用于需要电压测量的任何电气设备中。它们常常用作电压传感器或集成在电压传感器中。
上述电容分压器可以有利于用在电压传感器中，例如，将它们用在电气保护设备的跳脱装置中。电气保护设备的跳脱装置通常包括电流传感器，以测量要保护的电导体中流过的电流。根据该电流值，跳脱装置可以发出跳脱指令信号以断开可活动接触。由此获得常常称为热保护的保护。跳脱装置中电流传感器和电压传感器的结合使用还使其可以确定要保护电导体中的功率和/或功率因数。这样，不仅可以根据电流值而且根据电压值或者甚至根据按着电压和电流计算的功率和/或功率因数值激活跳脱指令。因此，获得改善的热保护。
参考图5，标号101的该电气保护设备能使电导体103通过激活断开设置在所述导体上的可活动接触105而受到保护。断开可活动接触105通过与所述可活动接触协力操作的机构106执行。电气保护设备101装备有跳脱装置111，跳脱装置111包括测量导体103中流过的电流强度的电流传感器113，并且能根据所述电流值给机构106发送跳脱指令信号114。跳脱装置111还包括提供跳脱指令信号114的处理装置116。处理装置(processing means)116通常为电路形式，在该电路上连接了电流传感器线圈。处理装置尤其使得可以确定代表要保护设备过热的电流的函数值，例如，要保护的设备为电气保护设备101下游连接的电动机。代表过热的该电流函数可以等于电流的平方乘以时间之积。当该函数值超过预定的阈值时，跳脱装置111的处理装置116产生且发送跳脱指令信号114到跳脱装置机构106，以断开要保护线上的可活动接触。
在图5所示的电气保护设备中，跳脱装置111还包括测量电导体103之间电压的三个电压传感器115。跳脱装置处理装置116不仅连接到电流传感器线圈而且连接到电压传感器115的电容分压器123。在图5的实施例中，电流传感器和电压传感器113和115连接到确定在跳脱装置111的处理装置116中的功率和/或功率因数的装置117。这些功率和/或功率因数值可以用于产生跳脱指令信号114，并且如果需要，能估算出受电气保护设备保护的组件的能量效率。
每个电压传感器115都包括输入电压VE的两个输入端子121、连接到所述输入端子以根据所述输入电压提供减弱电压(attenuated voltage)VS的电容分压装置123、以及连接到所述分压装置以提供表示所述输入电压的信号的处理电路125。电容分压器123集成在如前所述包括第一和第二主电极3和4的多层结构中，如图1和3所示，第一和第二主电极3和4分别连接到所述输入端子121。电容分压器还包括公用电极6，也如图1和3所示，其连接到处理电路125，即跳脱装置111的处理装置116的所述电路形成部分。更准确地讲，每个电容分压器123的减弱电压VS都提供在公用电极6和第二主电极4之间，这两个电极连接到处理电路125。处理电路125包括滤波或阻抗匹配装置，使得能够获得几乎无限的输入阻抗和减少的输出阻抗，而同时保持整体的电压增益。这些阻抗匹配装置的两个实施例如图6和7所示。
参考图6，阻抗匹配装置131连接在公用电极6和第二主电极4之间，即在第二电容单元C2的电枢之间。阻抗匹配装置131包括放大装置133，其提供有同相输入135、反相输入136和在所述反相输入上的反馈回路137。放大装置133实际上基本上以跟随器模式连接的运算放大器形成。电容分压装置的公用电极6借助于电阻装置连接到同相输入。
在图6所示的实施例中，电阻装置包括连接在非倒相输入135和电容分压器装置的公用电极6之间的第一电阻器R1。电阻装置还包括连接在非倒相输入135和第二主电极4之间的第二电阻器R2。该第二电阻器R2是偏压电阻，其使得运算放大器能够被偏置而纠正跟随器组件的操作。串联连接的第一和第二电阻R1和R2的电阻值通常选择为远高于并联连接的第一和第二电容单元C1和C2的阻抗，对于通常为50或60Hz的操作频率。这样，无论温度如何变化，电压传感器都正确且以重复方式操作。
在图7所示的实施例中，阻抗匹配装置141包括上述的大部分部件。与图6所示组件不同的是，电容分压装置的公用电极6和非倒相输入之间的电阻装置不包括第一电阻器R1。换言之，非倒相输入135直接连接到电容分压器装置的公用电极6。第二电阻R2的阻抗值通常选择为远高于并联连接的第一和第二电容单元C1和C2的阻抗，对于通常为50或60Hz的操作频率。这样，无论温度如何变化，电压传感器都正确且以重复方式操作。
在图6所示的组件中，第一和第二电阻器R1和R2形成分压器桥。为了不损伤电压测量，这些电阻器RI和R2通常不得不呈现很低的容限。该装置的截止频率通常不得不选择为低于最低操作频率的至少十倍，最低操作频率等于50或60Hz。为此，呈现高阻抗的第二电阻器R2例如可以选择为大约几百万欧姆。然而，这些电阻器通常很昂贵，并且会难于获得。使用如上所述的多层结构使得能够使用最小尺寸的电容单元C2而具有与低值的第二电阻R2相关的较高的电容。由此，保证了装置的温度稳定性。
在图7的组件中，第二电阻器R2的阻抗远高于第二电容单元C2的阻抗，第二电阻器R2的容限可以较大而不损害性能，并且由此最小化上面涉及的获取成本问题。
上述的电容分压器可以实施在任何电气保护设备上，例如，图8所示的功率控制设备。该设备呈现电气保护功能，也称为全电动供料器(full motorfeeder)。
参考图8，功率控制设备201包括断路装置、短路保护装置、热保护装置和接触器。更准确地讲，设备201包括基体203，基体203包括要保护的电源线的电导体、所述导体上的可活动接触、响应于电气故障而断开可活动接触的跳脱机构和接触器。设备201还包括能响应于电气故障而给跳脱机构发送跳脱指令信号的跳脱装置。该跳脱装置也可以称为控制单元，并且构成功率控制设备201的“智能”部分。该跳脱装置通常包括短路保护装置和热保护装置。在所示的实施例中，该跳脱装置是从基体203可拆卸的模块205的形式。
如图8所示，模块205提供有壳体，该壳体包括第一部分207，设计为通过基体203的开口209插入。在所示的实施例中，该壳体的第一部分207包含与模块205的所有连接。模块205的壳体还包括第二前部210，其中尤其容放处理装置，处理装置使得能够产生跳脱信号，并且发送到容放在基体中的跳脱机构。
由图9和10可见，跳脱装置模块205包括三个电流传感器211(在此情况下的Rogowski线圈)，测量在要保护的电导体中流过的电流。电流传感器围绕在电导体213周围，电导体213移送到模块205，由图10和11可见。模块205的这些电导体213借助于扣紧连接器(grip-fasten connector)217连接到基体203的电导体215。由图10可见，模块205的电导体213成形为以最小的空间占据能容放电流传感器211。这样，最小化了模块205的壳体的第一部分207的体积。
为了实现改善热保护，跳脱装置模块205包括电压传感器。由图9可见，壳体的第一部分207的大部分体积由电导体213和电流传感器211占据。因此，可用于连接和容放电压传感器的空间非常小。
已经发现，使用如上所述呈现多层结构的电压传感器能使所述传感器容放在模块205的壳体的第一部分207的小且满的空间中。更准确地讲，如图9至11可见，电压传感器包括直接固定到模块205的每个电导体213表面的电容分压装置231。可使用的固定方法可以是导电胶合、焊接或已知在电导体和电容分压装置的电极之间获得直接电接触的任何方法。由于形成电容分压装置的多层结构的小尺寸，所述装置可以容放在电导体213和壳体的第一部分207之间的小空间中。
上述的电容分压装置以及装备有这样装置的任何电压传感器尤其适合于包括大量部件或在有限空间中设置大尺寸部件的任何电气设备。