[發明專利]非接觸式電壓傳感器

有效

• 申請號: 201810179010.4
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108761168B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: R·B·艾略特;M·S·塔夫特
• 申請（專利權）人: 韋里斯產業有限責任公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/18
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

一種用于確定電力電纜電壓的傳感器，包括：構造成耦合在所述電力電纜的至少一部分周圍的殼體。由殼體支撐的第一導電元件構造成當殼體耦合在電力電纜的至少一部分周圍時電耦合到電力電纜。由殼體支撐的第一電容元件與第一導電元件電互連。由殼體支撐的第二電容元件與第一導電元件電互連。處理器基于交替地感測：(i)第一電容元件和第二電容元件的電特性，和(ii)沒有第二電容元件的第一電容元件的電特性，來確定電力電纜的電纜電容。傳感器根據確定的電纜電容確定電力電纜的電壓。

相關申請的交叉引用

本申請要求了2017年3月3日提交的美國臨時專利申請62/466,783的優先權。

背景技術

本發明涉及一種非接觸式電壓傳感器。

通常通過連接電流傳感器來測量設施中的每個分支電路中的電流，以感測流出設施的配電板的每條分支電力電纜中流動的電流。通常，電流傳感器包括安裝在感興趣的電導體上的感測變壓器和產生表示導體所承載的電流的輸出的電子電路。電流傳感器可以是用于單個電路的獨立電表，或可以分別臨時連接到多個電路中的每一個以周期性且瞬時地監測每個電路中的電流的聯網儀表。

通常，用于感測在電力電纜中流動的電流的感測變壓器包括纏繞圍繞電力電纜的導磁芯的橫截面的導線線圈。由于變壓器可以很容易地固定在已安裝的電力電纜上，而無需斷開連接設備(例如配電板中的斷路器)的電力電纜，因此經常使用帶有鉸接式分裂環形芯的感測變壓器。Cota的美國專利5,502,374公開了一種裂芯式感測變壓器，其包括分成一對半殼的環形殼體。每半個殼體都保留變壓器環形芯的一半。半殼通過位于殼體每一半的一端附近的鉸鏈相互連接。鉸鏈允許半殼的樞轉以分離與鉸鏈相對的半殼的端部。電導體在兩個半殼的分開的端部之間通過，然后半殼環繞具有兩半環形芯的中心定位的電導體一起樞轉。在與鉸鏈相對的半殼的端部上，半殼上的脊和另一半殼上的匹配凹槽形成閂鎖，以將鉸接半殼保持在電導體周圍。

通常希望監測電力電纜的電壓信號以提供能量和/或電力質量測量。通常，測量電力電纜的電壓包括使用與一個或多個電力電纜的直接電連接。直接連接安裝非常耗時，并且需要符合安全要求，這大大增加了涉及的成本、安裝時間和風險。當導線具有高電壓時，安全要求會提高。另外，與布線和熔斷相關的要求可能會使安裝進一步復雜化。

在另一些情況下，測量電力電纜的電壓需要使用非接觸式電容電壓測量。由于物理和環境條件導致電力電纜中的電容不穩定，所以這種非接觸電容式電壓測量通常具有相對低的準確度。例如，物理和環境條件可能是由于電力電纜的尺寸變化、夾緊接近度以及絕緣材料的介電變化。

在其他情況下，測量電力電纜的電壓涉及使用相對高準確度的非接觸式電壓測量技術。然而，這種非接觸式電壓測量技術相對較大，使用麻煩并且由于其復雜性而昂貴。

期望在電壓測量中具有相對較高的精確度，同時保留由于非接觸電容式電壓測量而發生的益處。

結合附圖考慮以下對本發明的詳細描述，將更容易理解本發明的前述和其他目的、特征和優點。

附圖說明

圖1示出了裂芯式感測變壓器的立體圖。

圖2示出了包括布置成環繞分支電導體的多個感測變壓器的配電板的主視圖。

圖3示出了裂芯式感測變壓器的側視圖。

圖4示出了圖3的裂芯式感測變壓器的分離段的側視圖。

圖5示出了圖1的裂芯式感測變壓器沿線5-5截取的剖視圖。

圖6示出了圖1的裂芯式感測變壓器沿線6-6截取的剖視圖。

圖7示出了圖1的裂芯式感測變壓器沿線7-7截取的剖視圖。

圖8示出了電流互感器以及相關聯的輸入電路。

圖9示出了與基于非接觸式電容的電壓傳感器一起的導體。