[實用新型]基于D_dot原理的三相電壓互感器

有效

• 申請號: 201420040499.4
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN203858279U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 汪金剛;朱麗云;范禹邑;白云潔
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/18
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本實用新型涉及電力設備技術領域，尤其涉及一種基于D_dot原理的三相電壓互感器。

背景技術

傳統的電壓互感器包括：電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器和電子式傳感器，等等。其中電磁式電壓互感器存在絕緣難度大和易產生鐵磁諧振等問題，其中電容式電壓互感器由于帶許多儲能元件，瞬變響應特性差，需要在二次回路加裝阻尼裝置以改善瞬變響應特性，其中電子式傳感器存在測量誤差大等問題。

因此，基于D_dot原理的電壓傳感器（簡稱：D_dot傳感器）由于采用電荷感應原理實現測量，而非能量傳遞，因此可以實現無接觸測量，將其應用于高電壓等級的變電站內時，可以使得二次側幾乎沒有任何電流輸出，實現二次側安全檢測的同時，保證對一次側不造成影響，并且由于整個傳感器不存在電感性的器件，避免了傳感器產生的鐵磁諧振的威脅，等等。

具體的，基于D_dot原理的電壓傳感器具體是采用電荷感應原理，通過測量與測量電極相連的接地匹配電阻上的輸出電壓，來測量與該輸出電壓積分量成正比的導體附近的電位移矢量，從而得到導體電壓的時域波形，由于其輸出電壓與電位移矢量對時間的微分成正比，故稱為基于D_dot原理的電壓傳感器。

但是，目前的D_dot傳感器結構普遍存在結構復雜、絕緣性有待提高等問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種基于D_dot原理的三相電壓互感器，具有體積小、結構簡單、絕緣性能好和測量安全等特點。

本實用新型提供一種基于D_dot原理的三相電壓互感器，包括：環形電極I、環形電極II、絕緣支架、接地電容，所述絕緣支架包括：半圓支架I、半圓支架II和支撐臂，所述支撐臂設置在所述半圓支架I、半圓支架II的側壁上，且所述半圓支架I、半圓支架II同心設置形成用于供被測導體穿過的通孔，所述環形電極I、環形電極II同心設置，且分別嵌在所述半圓支架I和半圓支架II內，所述環形電極I、環形電極II通過導線與所述接地電容和地串聯，所述示波器和所述接地電容并聯。

進一步，所述環形電極I、環形電極II為形狀相同的金屬鋁環。

進一步，所述環形電極I、環形電極II的內徑在60至70mm之間，外徑在70至80mm之間。

進一步，還包括：設置在所述支撐臂上用于調節所述半圓支架II的調節旋鈕，緊固螺釘的松緊程度可調節，螺釘松的時候，半圓支架II可上下移動，當達到合適位置的時候將螺釘旋緊。

進一步，所述半圓支架I、II之間的調節距離范圍在0至50mm之間。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的基于D_dot原理的三相電壓互感器主要由環形電極、絕緣支架和接地電容等少數幾個部件構成，其具有體積小、結構簡單等特性，尤其是環形的電極可以降低最高電場強度以達到提高絕緣水平的目的，具有良好的動態范圍和暫態特征，同時保證測量安全性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1是D_dot傳感器原理示意圖。

圖2是基于D_dot原理的三相電壓互感器的結構示意圖。

圖3是基于D_dot原理的三相電壓互感器的檢測簡圖。

圖4是不考慮鄰相影響時的D_dot傳感器測量等效電路圖。

圖5是考慮鄰相影響時的D_dot傳感器測量等效電路圖。

圖6是考慮鄰相影響時的某一相D_dot傳感器測量等效電路圖。

圖7是試驗裝置圖。

具體實施方式：

如圖1所示，是D_dot傳感器的原理示意圖，其將具有高電導率的金屬導體1封入絕緣體2中構成最簡單的D_dot傳感器，其中為被測量點的電場強度，在金屬導體表面做一閉合高斯面4，并對其使用高斯定理可以得到：

(公式1)。

公式（1）中q為閉合高斯面4內即金屬導體1上的感應電荷，A_eq為傳感器的等效面積，其與傳感器中金屬導體1的形狀結構以及高斯面與電場強度矢量方向的夾角有關。

當金屬導體1通過電纜3與接地匹配電阻R連接后，金屬導體1中電荷移動形成電流并在接地匹配電阻R上產生壓降：