[發明專利]一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 202211271517.5
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115494294A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 裴利強;王紅斌;黃青丹;王勇;黃慧紅;李曉;宋浩永;王浩;酈欣
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測量裝置，其特征在于，包括電場感應裝置、信號調理電路以及接收信號處理裝置；

所述電場感應裝置包括兩個測量電極板和一個屏蔽電極板；所述兩個測量電極板放置在屏蔽電極板內部且相對于待測導線是對稱分布的，兩個測量電極板分別與屏蔽電極板構成信號調理電路的兩路輸入信號；

所述信號調理電路為兩路，分別用于調理從兩個測量電極板上采集得到的模擬電壓信號；每個信號調理電路包括第一級放大電路、電壓跟隨器、第二級放大電路和濾波電路；所述第一級放大電路的輸入為測量電極板上的模擬電壓信號，第一級放大電路輸出與電壓跟隨器的輸入相連接；電壓跟隨器的輸出與第二級放大電路的輸入相連接，第二級放大電路的輸出與濾波電路的輸入相連接；

所述接收信號處理裝置包括雙輸入信號采集電路、雙通道模數轉換電路和數字信號處理電路，所述的雙輸入信號采集電路與信號調理電路中的兩個濾波電路的輸出相連接，雙輸入信號采集電路輸出與雙通道模數轉換電路的輸入相連接，雙通道模數轉換電路的輸出與數字信號處理電路的輸入相連接。

2.根據權利要求1所述一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測量裝置，其特征在于，所述電場感應裝置還包括用于電氣絕緣和固定的各個電極板之間的絕緣彈性填充物以及構成電極板的材料，所述材料包括基材和銅箔；

所述的屏蔽電極板的形狀為普通的中空圓柱所形成的第一側表面薄壁，所述銅箔被鍍在第一側表面薄壁的內側壁或外側壁處；所述的第一側表面薄壁的厚度大于0.1mm；屏蔽電極板的半徑需保證內部的電場強度小于絕緣彈性填充物的擊穿強度以防止絕緣彈性填充物被擊穿；

所述兩個測量電極板的形狀相同且均為普通的中空弧形圓柱所形成的第二側表面薄壁，所述銅箔鍍在第二側表面薄壁的內壁側或外壁側；所述第二側表面薄壁的角度在10°～30°，第二側表面薄壁的厚度與屏蔽極板厚度一致；測量電極板和屏蔽電極板在空間位置上是同軸的，兩個測量電極板放置于屏蔽電極板內且在沿軸方向上屏蔽電極板的長度是測量電極板的三倍及以上，在各電極板的中心軸處留有中通孔徑用以安置待測導線。

3.根據權利要求1所述的一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測量裝置，其特征在于，所述測量電極板的半徑大小由待測電壓等級決定；所述的高電壓測量裝置正常工作時，屏蔽電極板是接地的，待測導線會在屏蔽電極板內部產生電場，兩個測量電極板在電場的作用下產生電壓變；當電壓等級較大時，兩個測量電極板應在電場強度小于絕緣彈性填充物的擊穿強度的前提下靠近屏蔽電極板以實現間接降壓的目的；當電壓等級較小時，兩個測量電極板應在電場強度小于絕緣彈性填充物的擊穿強度的前提下靠近待測導線以實現提高電壓占比的目的。

4.根據權利要求1所述的一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測量裝置，其特征在于，所述信號調理電路為兩路相互獨立的調理電路；所述的第一級放大電路是一個與測量電極板和屏蔽電極板間的耦合電容相并聯的可變電容器，該可變電容既作為采樣電路又作為第一級放大電路，第一級放大電路的放大倍數小于1；所述的第二級放大電路的放大倍數根據待測電壓的范圍進行調整；所述的濾波電路對經過第二級放大電路放大后的電壓進行濾波處理以濾除高頻諧波，提高采樣電壓信號質量。

5.根據權利要求1所述的一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測量裝置，其特征在于，所述雙輸入信號采集電路分別采樣經過信號調理電路后的兩路模擬電壓信號，所述兩路模擬電壓信號再通過雙通道模數轉換電路將兩路模擬電壓信號轉換為兩路數字電壓信號，最后由數字信號處理電路對兩路數字電壓信號進行處理，所述的數字信號處理電路的核心是微處理器。