[發(fā)明專利]非接觸式工頻電壓測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310075473.3
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN103257263A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝楷;李小平;劉彥明;史軍剛;陳小東
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R1/04
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種測試/非接觸式電壓測量裝置，可用于對工頻電壓進(jìn)行非接觸式測量。

背景技術(shù)

工頻電壓是指國家規(guī)定的電力工業(yè)及用電設(shè)備的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電壓。工頻電壓作為輸電線路工頻參數(shù)的重要內(nèi)容之一，其測量對電力系統(tǒng)參數(shù)收集具有重要意義。工頻電壓測量主要采用電筆和電壓表。電筆具有電路簡單、成本低的優(yōu)點，但測量精度較低。電壓表測量精度高，并且具有人性化界面。盡管電筆和電壓表有許多優(yōu)點，但是在某些工業(yè)運(yùn)用中，電筆和電壓表還是無法擺脫其使用的局限性，就是被測電源與測試裝置之間存在電氣連接，因而存在以下的缺點：

首先，被測電源與測試裝置之間存在電氣接觸，在有些高壓場合，如果操作失誤，會對被測電路上的設(shè)備和測試人員造成損害；

其次，在一些工業(yè)場合，由于沒有測試點的暴露，測量時需要對設(shè)備進(jìn)行斷電，這將會造成系統(tǒng)的短暫停止工作，這在很多工業(yè)現(xiàn)場是不允許的；

最后，由于電筆和電壓表測量時與被測導(dǎo)體需要電氣接觸，對于部分測量需要破壞電纜絕緣層，既存在操作上的不便，又具有安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述傳統(tǒng)電壓表的不足，提出一種非接觸式工頻電壓測量裝置，以消除測量裝置與被測電源線之間的電氣連接，實現(xiàn)在不停機(jī)以及不破壞絕緣層的情況下對電壓進(jìn)行安全測量與監(jiān)測。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的非接觸式工頻電壓測量裝置，包括：

探測部件、差分電荷放大器、整流濾波器、增益調(diào)節(jié)器和表頭，其特征在于：

探測部件，采用非接觸測量夾具，用于感應(yīng)被測電纜附近空間的電場變化，從而耦合出電纜上的信號Uq；該信號Uq傳輸給差分電荷放大器，經(jīng)過差分放大獲得兩根電纜間電場的相對變化量ΔU；該相對變化量ΔU傳輸給整流濾波器3，獲得相對比較穩(wěn)定的直流電壓Uz，傳輸給增益調(diào)節(jié)器4進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，最后通過表頭5進(jìn)行采樣、計算，顯示被測電壓。

所述的非接觸測量夾具，包括2個同軸纜、2個U形電極、2個電容、基座、2個U形絕緣板和端蓋；U形絕緣板與U形電極連接，固定在基座上；同軸纜固定在基座的側(cè)面上，并通過電容與U形電極連接；端蓋固定在基座的上面。

上述非接觸式工頻電壓測量裝置，其特征在于基座上面的兩邊刻有兩個凹槽；第一U形電極包裹在第一U形絕緣板內(nèi)，鑲嵌在左凹槽內(nèi)；第二U形電極包裹在第二U形絕緣板內(nèi)，并鑲嵌在右凹槽內(nèi)。

上述非接觸式工頻電壓測量裝置，其特征在于第一同軸纜的芯線通過第一電容與第一U形電極連接；第二同軸纜的芯線通過第二電容與第二U形電極連接。

上述非接觸式工頻電壓測量裝置，其特征在于基座上面的中間兩端分別刻有前定位卡槽和后定位卡槽；端蓋下面的中間兩端分別刻有前定位銷和后定位銷；前定位銷鑲嵌于前定位卡槽內(nèi)，后定位銷鑲嵌于后定位卡槽內(nèi)。

上述非接觸式工頻電壓測量裝置，其特征在于兩個同軸纜與差分電荷放大器的輸入端連接。

上述的非接觸式工頻電壓測量裝置，其特征在于兩個U形絕緣板均采用介電常數(shù)為4～7的環(huán)氧樹脂或玻璃。

上述的非接觸式工頻電壓測量裝置，其特征在于基座和端蓋均采用銅或鋁金屬材料。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明由于采用了基于近場輻射原理的非接觸測量夾具，通過電場耦合原理隔著電纜絕緣外皮獲取信號，保證了整個測試中無需停機(jī)，無需破壞絕緣層，操作簡單方便；

2.本發(fā)明在整個測試過程中由于采用U形絕緣板包裹U形電極，使U形電極與被測電纜之間不存在電氣接觸，從而使被測系統(tǒng)本質(zhì)上與測試設(shè)備隔離，保證了設(shè)備與人員的安全。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中的非接觸測量夾具結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

參照圖1，本發(fā)明的非接觸式工頻電壓測量裝置由探測部件、差分電荷放大器、整流濾波器、增益調(diào)節(jié)器和表頭依次連接構(gòu)成。其中：探測部件，采用非接觸測量夾具1，用于感應(yīng)被測電纜附近空間的電場變化，從而耦合出電纜上的信號Uq；該信號Uq傳輸給差分電荷放大器2，經(jīng)過差分放大獲得兩根電纜間電場的相對變化量ΔU；該相對變化量ΔU傳輸給整流濾波器3，獲得相對比較穩(wěn)定的直流電壓Uz，；該直流電壓Uz傳輸給增益調(diào)節(jié)器4進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，并通過表頭5進(jìn)行采樣和計算，最后顯示電壓值，該電壓值即為被測電纜的工頻電壓有效值。