CN100442060C - 电压测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于测量被测导体(38)中的交流电压的装置，其包括安装在电绝缘支撑部件上的第一组电容性电压传感器32a-f。所述传感器沿着第一圆周以隔开的间隔安置在所述支撑部件上，且并联连接在内部信号导体33与零电压参考导体37之间。第二组电容性电压传感器34a-f沿着第二圆周以隔开的间隔安置在所述支撑部件上，且并联连接在外部信号导体35与所述参考导体37之间。所述支撑部件经配置以允许将被测导体38引入到所述装置的内部，以使得所述传感器围绕所述导体的轴线。每个传感器具有连接到所述信号导体的信号电极48和连接到所述参考导体的参考电极50，且使所述信号电极面对所述被测导体而定向。所述被测导体中的电压作为所述信号导体和所述参考导体之间的电压的函数而得到。

Description

电压测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量被测导体，例如，高架AC电力线，中的交流电压的装置。

背景技术

功率因数和功率品质的测量是电力设施监控中的重要方面。为了计算特定AC电力线的功率因数和品质，必须测量所述线的交流电压和电流。对于高架电力线，可移除式非接触电压测量装置提供使用方便性与灵活性的最佳平衡。

图1说明如JP2002131341中所揭示的非接触电压测量装置10。图中展示被绝缘的导线12的纵向截面，相对于地而对其施加交流电压，这是待由装置10观测的电压波形。装置10由围绕线12的两个导管-内部导体14和外部导体16组成。装置的两个导电层通常由介电层18隔离。装置10的输出电压可通过屏蔽电缆(未图示)获取，屏蔽电缆的屏蔽物连接到外部导体16且其中心通过外部导体16和电介质18中的小孔(未图示)附接到内部导体14。

如果满足以下两个条件，那么图1中所展示的配置对于防止干扰拾取是极好的，这些干扰来自于装置的外部导体的外部的其它电压源所产生的杂散电场：

1)装置10的外部导体16围绕内部导体14的圆周完全封围内部导体14。

2)外部导体16的纵向超过内部导体14的长度L1大于外部导体16的直径。

条件2确保最小化从装置10的两端进入的干扰电场。

当满足这两个条件时，装置10的外部导体16有效地屏蔽内部导体14使其免受外部电场影响，且其仅响应于由于导体12上的电荷而产生的电场。

然而，显然图1中所展示的装置仅可用于以下应用中：导线12可穿过装置，或如果装置具有可夹持或附接在一起的一个以上可移动零件的情况。如果线直径较大，那么此类型装置的使用上存在另一限制，因为为了满足条件(2)，装置的长度变得较大。对于直径为3.5厘米的导线，条件(2)将导致装置通常有9厘米长。

由于这些限制，这个低干扰结构实际上不用于高压高架电力线。

图2中展示高架电力线的最普通类型的电压测量装置。这里，分别在电介质22与内部和外部导体24、26中设置缺口20。这允许将装置容易地附接到现有的电力线。实践中，还使得装置的长度L比满足上述条件(2)所需的长度小得多。因此，图2中所展示的装置遭受穿过间隙20和装置的两端进入的外部场的干扰。结果，装置不可用于许多应用中来进行精确的功率因数和品质测量，尤其是如果干扰处于装置中的间隙20的方向上。

本发明的目标在于提供一种改进的交流电压测量装置，其中可避免或减轻这些缺点。

发明内容

因此，本发明提供一种用于测量被测导体中的交流电压的装置，所述装置包括安装在电绝缘支撑部件上的第一组和第二组电容性电压传感器，所述第一组传感器沿着第一虚拟闭合路径而定位且并联连接在第一信号导体与参考导体之间，所述第二组传感器沿着围绕所述第一闭合路径的第二虚拟闭合路径而定位且并联连接在第二信号导体与和所述第一组相同的所述参考导体之间，所述支撑部件经配置以允许将被测导体引入到所述装置的内部，以使得所述传感器围绕所述被测导体的轴线，且每个传感器具有连接到各自的信号导体的信号电极和连接到所述参考导体的参考电极，所述第一组的所述传感器使质述信号电极面对所述被测导体而定向，且所述第二组的所述传感器使所述信号电极背对所述被测导体而定向，且所述装置进一步包含用于获得被测导体中的电压作为所述第一信号导体和所述参考导体之间的电压以及所述第二信号导体和所述参考导体之间的电压的函数的部件。

附图说明

现将以举例的方式参看附图来描述本发明的实施例，其中图1和图2是前文描述的现有技术电压测量装置的图。

图3A是根据本发明的实施例的电压测量装置的示意图。

图3B是当图3A的电压测量装置位于干扰电力线附近时的示意图。

图4是图3A的装置的实际实施中所使用的单个电容性传感器中的一者的俯视和仰视透视图。

图4A到图4C分别是图4的传感器的顶层、中间层和底层的透视图。

图5是一组安装在母板上的图3的8个电容性传感器的透视图。

图6A到图6C分别是多层母板的顶层、中间层和底层的平面图，在图3A的装置的实际实施中图4的复数个单个传感器安装在所述多层母板上。

图7A到图7C是一对传感器在母板上的安装位置中的一者的详细平面图。

图8是根据本发明的另一实施例的五层印刷电路板电容性电压传感器的剖视图。

图9是感应内部组的传感器与参考电压之间的电压V_inner的物理过程的电等效电路的示意图。

图10是根据本发明的实施例具有放大器级的完整电压测量装置的电等效电路的示意图。

图11是组合在单个母板上的根据本实施例的电压测量装置和根据爱尔兰专利申请案第S2001/0370号的电流传感器的平面图。

具体实施方式

参看图3A，电压测量装置30包括电绝缘母板(图3A中未展示，但将参考图5到图7进行描述)，其上安装有复数个电容性电压传感器36。这些传感器36包括内部组的传感器32a-f和外部组的传感器34a-f。内部和外部组的传感器32a-f和34a-f安装在基本共同的平面上且构造基本相同。

内部组的传感器32a-f沿着第一圆周(虚拟圆)32以基本上相等的间隔而安置，而外部组的传感器34a-f沿着与第一环32同心的第二圆周34以基本上相等的间隔而安置。传感器36相对于环32和34的共同中心而径向地成对排列，即，32a/34a、32b/34b等。

每个传感器36是以平行板电容器的形式，且具有信号电极48和基本上与其平行的至少一个参考电极50。内部组的传感器32a-f并联连接在感应导体33与参考导体37之间，且外部组的传感器34a-f并联连接在感应导体35与相同的参考导体37之间。如将要描述，导体33、35和37在母板上形成为导电通路。

母板具有间隙40，其允许定位测量装置30以使得可将待测量电压的导体或导线38(本文称作“被测导体”)引入到圆周32、34的内部，且被测导体38的轴线垂直于含有传感器的平面(即，垂直于图3A的平面)并与环32和34的中心一致，使得沿着每个环32、34而安放的传感器36围绕导体38的轴线，且电极表面48、50法向于导体38的轴线。

内环32上的传感器32a-f全部经定向以使得其信号电极48面对电压波形待被监控的被测导体38。这些传感器32a-f提供相对于参考导体37上的电压的输入电压V_inner。外环34上的传感器34a-f与内环的相应传感器32a-f成对，但经定位以使得每个传感器36的信号电极37背对被测导体38。外部组的传感器34a-f的目的在于减少来自外部源的干扰。这些传感器34a-f提供相对于参考电压的输入电压V_outer。在每个传感器36中，参考电极50具有比信号电极48基本上更大的面积，从而屏蔽后者使其免受来自与信号电极相反的传感器那侧的源的电场影响。

可看到，当作为电场源的被测导体38位于测量装置30内的测量位置时，内环32中的所有传感器32a-f经排列成使得其未屏蔽的信号电极48面对源38，从而导致较大的V_inner。外环34中的所有传感器34a-f经排列成使得其屏蔽的参考电极50面对源38。此导致较小的V_outer。因源38而在内环32中感应的电压V_inner因此大于外环34的电压拾取V_outer。当对这些电压作减法运算时，获得相对较大的输出电压，所述输出电压很大程度上免受外部干扰。

图3B说明位于电压测量装置30外部的干扰源52。两个外部传感器34a和34d正好与干扰源52在一条线上。然而，它们与源52相对而排列，因为源52处于传感器34d的未屏蔽(或信号电极48)侧且处于传感器34a的屏蔽(或参考电极50)侧。相应的两个内部传感器32a和32d也与干扰源52相对而排列，且传感器32d的屏蔽侧50面对源52，且传感器32a的未屏蔽侧48面对源52。类似类型的分析应用于测量装置的其它传感器。

因此，如果干扰源52在远处，已发现对于此干扰源52而言，V_inner与V_outer相等，且通过从V_inner中减去V_outer可减小或消除来自外部源的拾取。使用的内部和外部传感器36的对数越多，实现的相消效果越好。

图4和图4A到图4C展示本实施例中所使用的每个传感器36的构造。图4的上部分中展示传感器的俯视图，而图4的下部分中展示传感器的仰视图(此处使用的方位的表达(例如“顶”和“底”)表示图中所展示的方位，且不限制使用中装置的方位)。传感器36包括图4A到图4C中单个展示的三个基本上平坦的印刷电路板(PCB)层的叠层——顶层42、中间层44和底层46。在图4A到图4C中可看到，每个PCB层42-46包括电绝缘衬底，每个电绝缘衬底的一个表面上沉积有各种导电区域和/或通路。层42到46接合在一起以形成图4中所展示的叠层结构，应了解，图4C中所展示的PCB层46在形成叠层之前经翻转，以使得图4C中所展示的顶面实际上暴露在传感器的下侧，如图4的下部分中所展示。此类型的典型传感器具有约4平方厘米的表面积，但这个尺寸当然可定制以适合特定应用。传感器36的PCB构造确保其廉价、精确、轻巧且紧凑。

为了简化制造，传感器36的主体51具有整体呈正方形的形状以简化制造，且具有从主体51的一个边缘(基底)延伸的矩形突出部47。信号电极48沉积为沉积在顶层42的中心处的导体的正方形区。孔45从信号电极48穿过顶层42、中间层44和底层46而延伸以通过沉积在层46上的导电通路49A而将信号电极48电连接到位于突出部47的底面上的信号衬垫49。

中间层44的整个表面除了围绕孔45的清洁区域外均由沉积的导电层50A覆盖，且底层46的整个表面同样除了围绕孔45的清洁区域外均由沉积的导电层50B覆盖，信号衬垫49和导电通路49A使两者连接。孔41延伸穿过三层42到46以将层50A和50B共同电连接到位于突出部47的顶面上的零伏参考衬垫43。

因此，信号电极48通过孔45而连接到突出部47的底面上的信号衬垫49，而层50A和50B通过孔41而连接到突出部47的顶面上的参考衬垫43。

此传感器36实质上是小型电容性探针，其电容存在于顶层42上的信号电极48与由中间层44和底层46上的层50A和50B形成的参考电极50之间。通过施加到顶层42的电场的法线分量在信号电极48与参考电极50之间感应一电压信号。

为了整个测量装置30的最佳操作，在图4A-4C中可看到，传感器36的中间层44和底层46上的参考电极层50A和50B的面积大于顶层42上的信号导体48的面积。这使传感器36从位于传感器36的顶层42上方的电场源拾取的感应电压高于其从位于传感器36的底层46下方相同距离的相同电场源拾取的感应电压。当较大的参考导体50处于信号导体48与电场源之间时，其部分地屏蔽信号导体48免受源场影响。与传感器36的信号导体48相比，参考导体50的面积越大，屏蔽效果越强。

内部和外部印刷电路板传感器36如图5中所展示垂直地安装在印刷电路母板55上。

母板55是图6a到图6c的俯视平面图中分别展示的三个单独的、基本上平坦的整体呈U形的PCB层56、58和60的叠层。在平面图中，每个PCB层尺寸和形状基本上相同，且包括具有内部组的四个槽62a和外部组的四个槽62b的电绝缘衬底。内槽62a与以点P为中心的虚拟第一环相切并等间隔地在所述虚拟第一环周围，且外部槽62b与和第一环同心但直径大于第一环的虚拟第二环相切并等间隔地在所述虚拟第二环周围。当三个层56-60叠在一起时，三层中的每个层中的槽是对准的，使得可将图6a看作整个重叠的多层母板的平面图以及顶层56的平面图。图6c中所展示的导电通路(待描述)实际上沉积在多层母板的底面上，因此可将图6c看作层60的俯视平面图，而人为地展示成透明的绝缘衬底仅是出于揭露其底面上的结构的目的。

如图4中所展示而构造的八个传感器36通过将每个传感器的突出部47插在母板中的各自槽62a或62b中而垂直地安装在母板上(如图5中所展示)，槽62a和62b的尺寸应使得突出部47在槽中滑配合。将了解，图6a-c中所展示的构造仅使用四对传感器36而不是图3和图5的示意图中所展示的六对。每个传感器36经定向以正交于从点P延伸的径向方向，当被测导体38插入于槽40中时，P点与被测导体38基本上一致。在有四个传感器的外环中，信号电极48向外背对点P，而在有四个传感器的内环中，信号电极48向内面对点P，这对应于图3和图5中的配置。

参看图7a到图7c，图7a到图7c分别是母板层56、58和60的顶部左边区段处的通路布局的详细放大图，且其与母板层上的其它三个传感器对所在位置中的每一者处的相应结构相同，顶层56上沉积有宽的导电参考通路37A，其在每对槽62a、62b之间延伸并围绕每对槽62a、62b(具体参看图7a)。底层60上同样沉积有宽的导电参考通路37B，其在每对槽62a、62b之间延伸并围绕每对槽62a、62b，但是导电材料的较小沉积区域64除外，该区域紧密地邻近槽62a、62b的内边缘(具体参看图7c)，通路37B与区域64隔开。中间层58上沉积有两个窄的相邻相隔的导电信号通路33和35，所述导电信号通路33和35在数对槽62a、62b之间延伸。

在组合的母板中，通路37A和37B通过孔70(仅在图6b和图7b中可见)电连接在一起，孔70穿过所有三个母板层以在槽62a和62b的外部边缘连接通路37A和37B的部分。通路37B内侧的导电区域64通过各自的孔72电连接到中间层上的信号通路33，同时通路37B外侧的导电区域64通过各自的孔74电连接到中间层上的信号通路35。在图7a中的顶层上也可看到孔72和74，但其不用于功能性目的。然而，因为穿过整个PCB钻孔，所以这些孔应当与顶层上的参考通路37A隔离。

通过将传感器36的突出部47插在矩形槽62a、62b中而将单个传感器36安装在母板上，使得在每种情况下传感器信号衬垫49均紧密邻近导电区域64，且因此，传感器参考衬垫43紧密邻近槽62a或62b外侧的通路37B的部分。接着，通过将每个信号衬垫49焊接到各自邻近的导电区域64并将每个参考衬垫43焊接到槽62a或62b外侧的通路37B的各自的邻近部分，来将传感器36焊接在适当位置。因此，每个内部传感器的信号电极48连接到内部信号通路33，每个外部传感器的信号电极连接到外部信号通路35，且所有参考电极50A、50B共同连接到参考通路37A和37B。显然，除了仅使用四对传感器36外，这对应于图3A的电等效电路，参考通路37A、37B共同形成参考导体37。

这种配置的独特优点在于，除了参考电极50屏蔽信号电极48外，较窄的、相邻相隔的信号通路33、35夹在宽得多的参考通路37A、37B之间，使得信号通路33、35被有效地屏蔽使其免受外部电场影响。这些通路33和35通向用于计算测量电压的放大器输入端(未图示)。

母板54的底层60上可能有必要存在单独的屏蔽物(未图示)，其中PCB传感器突出部47突出穿过槽62a、62b的底部，信号衬垫49在那里暴露并可拾取干扰。将屏蔽物焊接到槽62a、62b外边缘的参考通路37B的部分76以覆盖传感器的突出区域。放大器的第一级可能也需要通过电连接到参考导体的导电屏蔽物(未图示)进行屏蔽。

在一些情况下，每对内部和外部PCB传感器组合成一个五层PCB传感器可能较为有利，图8中展示执行此功能的配置。

五层传感器100执行与分别的内部和外部三层传感器36相同的功能。所述传感器具有对应于三层传感器36的顶层42的顶层102和底层104。顶层102和底层104都包括信号导体区——112和113，它们整体具有比传感器100本身的尺寸小的尺寸。顶部信号导体区112和底部信号导体区113每一者对应于传感器36的三层实施例中展现的信号导体区48。

五层传感器100还具有第二层106、中间层108和第四层110，它们主要包括充当参考导体114的导体部分。参考导体114对应于传感器36的三层实施中展现的参考导体50。

第二层106、中间层108和第四层110的参考导体114的每一者连接到参考焊接衬垫120。顶层102上存在两个这种参考焊接衬垫120，且底层104上存在两个其他衬垫120。一对孔122、124延伸穿过五层中的每一者以确保参考焊接衬垫120和参考导体114每一者处于参考电压下。

顶层102的信号导体组件112通过孔115a从顶层102连接到中间层108。其接着通过孔115b从中间层108连接到顶层102，在顶层102其连接到用于此信号的焊接衬垫116。利用相应的孔116a和116b和传感器100的底层104上的信号焊接衬垫118，相同的信号通路从底层104上的信号组件113到中间层108并返回底层104进行重复。

与前面相同，信号孔和焊接衬垫中的每一者与周围的导体绝缘。

在这种情况下，还需要对母板作某些修改。

图9中展示感应内部这组探针与参考电压之间的电压V_inner的物理过程的电等效电路。假设电阻器R和电容器C连接在V_inner与V_reference之间。C_S1表示电力线与内部组的探针之间的杂散电容，且C_S2表示连接到V_reference的所有导体与接地电压之间的杂散电容。流经测量装置的电流I由下式给定：

$I=\frac{V_{\mathrm{Source}}}{\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_{s1}}+\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_{s2}}+\frac{R}{1+\mathrm{j\ωCR}}}$

现在，鉴于最大期望杂散电容C_S1和C_S2将为10pf，且如果C选定大于10nf，那么RC组合的阻抗远远小于杂散电容的阻抗，则较佳近似值为

$I=\frac{j{V}_{\mathrm{source}}}{\frac{1}{\mathrm{\ω}{C}_{s1}}+\frac{1}{\mathrm{\ω}{C}_{s2}}}$

且电压

$(V_{\mathrm{inner}}-V_{\mathrm{reference}})=I\frac{R}{1+\mathrm{j\ωCR}}=\frac{\mathrm{j\ω}{V}_{\mathrm{source}}R}{(\frac{1}{C_{s1}}+\frac{1}{C_{s2}})(1+\mathrm{j\ωCR})}$

如果在关注的频率ω下，选择的乘积CR足够大使得ωCR＞＞1，那么

$(V_{\mathrm{inner}}-V_{\mathrm{reference}})=\frac{\mathrm{j\ω}{V}_{\mathrm{source}}}{(\frac{1}{C_{s1}}+\frac{1}{C_{s2}})\left(\mathrm{j\ωC}\right)}=\frac{V_{\mathrm{source}}}{(\frac{1}{C_{s1}}+\frac{1}{C_{s2}})C}$

且电压V_inner-V_reference是不具有畸变或相移的V_source的衰减的形式。

衰减因数由

给定，且取决于杂散电容。

只有在杂散电容C_S1和C_S2已知或可估计的情况下才可能从V_inner-V_reference中精确地预测V_source的量值。然而，功率因数和功率品质的测量不必需要电压的绝对值。重要的因素是知道电压的相位和谐波的相对量值，当然也要测量电流参数。从等式(1)可看出，V_inner-V_reference是正监控的电压相位的直接复制。

图10中展示具有放大器级的完整电压测量装置的电等效电路。

通过两个相同的放大器AMP1和AMP2放大两个电压V_inner-V_reference和V_outer-V_reference。接着在AMP3中对这两个放大器的输出进行减法运算并放大。在此最后的级中实现来自其它相位的干扰拾取的减少。

刚才已描述了用于电力线监控的精确、紧凑、非接触、廉价的电压测量装置。当与图2中所展示的现有的测量装置形式相比时，其干扰拾取比当使用图2的测量装置时所记录的水平小七倍或更多。

为了实施完整的功率因数和品质测量装置，必须测量电力线的电流和电压。爱尔兰专利申请案第S2001/0370号中揭示了与刚才所描述的电压测量装置类似的电流测量装置。在此专利申请案中，许多感应PCB传感器以对称的样式垂直安装在母板上的电流源周围。图11中所展示的母板200展示实施本实施例的电压测量装置和上述爱尔兰专利申请案的电流测量装置的功率因数和品质测量装置。电压测量装置201如上所述，电流测量装置202安装在电压测量装置201外部的圆周。用于放大电流和电压测量值的部件(未图示)也可安装在相同的母板200上，从而产生用于功率因数和功率品质测量的轻巧、廉价、紧凑、非接触的测量装置。

本发明并不限于本文所描述的实施例，可在不违背本发明的范畴的情况下对所述实施例进行修改和变化。

Claims (17)

1.一种用于测量被测导体中的交流电压的装置，所述装置包括安装在电绝缘支撑部件上的第一组和第二组电容性电压传感器，所述第一组电容性电压传感器沿着第一虚拟闭合路径而定位且并联连接在第一信号导体与参考导体之间，所述第二组电容性电压传感器沿着围绕所述第一虚拟闭合路径的第二虚拟闭合路径而定位且并联连接在第二信号导体与和所述第一组电容性电压传感器相同的所述参考导体之间，所述支撑部件经配置以允许将被测导体引入到所述装置的内部，以使得所述电容性电压传感器围绕所述被测导体的轴线，且每个电容性电压传感器具有连接到各自的信号导体的信号电极和连接到所述参考导体的参考电极，所述第一组的所述电容性电压传感器使所述信号电极面对所述被测导体而定向，且所述第二组的所述电容性电压传感器使所述信号电极背对所述被测导体而定向，且所述装置进一步包含用于获得所述被测导体中的电压的部件，该电压是所述第一信号导体和所述参考导体之间的电压以及所述第二信号导体和所述参考导体之间的电压的函数。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二组的每个电容性电压传感器相对于被测导体的轴线而分别与所述第一组的一个传感器径向对准。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和/或第二虚拟闭合路径是圆形。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二组的每个电容性电压传感器与所述第一组的一个电容性电压传感器形成一体，借此，复数个复合传感器经配置以提供配置在相邻相隔的第一和第二虚拟路径周围的所述第一组和第二组。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的装置，其中每个所述电容性电压传感器与其他电容性电压传感器相同。

6.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其中在每组中，所述电容性电压传感器等间隔地围绕在所述各自的虚拟闭合路径分布。

7、根据权利要求5所述的装置，其中在每组中，所述电容性电压传感器等间隔地围绕在所述各自的虚拟闭合路径分布。

8.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其中每个参考电极的面积大于所述相应的信号电极的面积，从而屏蔽后者使其免受与所述信号电极相反的所述电容性电压传感器那侧的电场影响。

9.根据权利要求7所述的装置，其中每个参考电极的面积大于所述相应的信号电极的面积，从而屏蔽后者使其免受与所述信号电极相反的所述电容性电压传感器那侧的电场影响。

10.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的装置，其中每个电容性电压传感器包括平行板电容器，由所述信号电极和所述参考电极组成的所述平行板电容器的板垂直于所述被测导体的径向方向。

11.根据权利要求9所述的装置，其中每个电容性电压传感器包括平行板电容器，由所述信号电极和所述参考电极组成的所述平行板电容器的板垂直于所述被测导体的径向方向。

12.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的装置，其中每个电容性电压传感器包括重叠在一起的多个绝缘衬底，且所述绝缘衬底中的至少一者隔离信号电极与至少一个参考电极。

13.根据权利要求11所述的装置，其中每个电容性电压传感器包括重叠在一起的多个绝缘衬底，且所述绝缘衬底中的至少一者隔离信号电极与至少一个参考电极。

14.根据权利要求12所述的装置，其中所述支撑部件包括重叠在一起的多个绝缘衬底，且所述电容性电压传感器插在所述绝缘衬底中的对准的孔中，所述电容性电压传感器通过沉积在各自支撑部件衬底的非邻近表面上的至少一个信号导体和至少一个参考导体而并联连接。

15.根据权利要求13所述的装置，其中所述支撑部件包括重叠在一起的多个绝缘衬底，且所述电容性电压传感器插在所述衬底中的对准的孔中，所述电容性电压传感器通过沉积在各自支撑部件衬底的非邻近表面上的至少一个信号导体和至少一个参考导体而并联连接。

16.根据权利要求14所述的装置，其中在多层支撑结构中，所述信号导体形成为导电通路，所述导电通路夹在也形成为导电通路的一对参考导体之间，所述参考导电通路的宽度大于所述信号导体通路的宽度，使得屏蔽后者使其免受外部电场影响。

17.根据权利要求15所述的装置，其中在多层支撑结构中，所述信号导体形成为导电通路，所述导电通路夹在也形成为导电通路的一对参考导体之间，所述参考导电通路的宽度大于所述信号导体通路的宽度，使得屏蔽后者使其免受外部电场影响。

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