[發(fā)明專利]一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211271517.5
• 申請(qǐng)日: 2022-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN115494294A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴利強(qiáng);王紅斌;黃青丹;王勇;黃慧紅;李曉;宋浩永;王浩;酈欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，裝置包括：電場(chǎng)感應(yīng)裝置、信號(hào)調(diào)理電路和接收信號(hào)處理裝置；所述電場(chǎng)感應(yīng)裝置的核心為兩個(gè)測(cè)量電極板和一個(gè)屏蔽電極板，所述兩個(gè)測(cè)量電極板放置在屏蔽電極板內(nèi)部且相對(duì)于待測(cè)導(dǎo)線是對(duì)稱分布，各個(gè)電極板之間通過絕緣彈性材料實(shí)現(xiàn)電氣絕緣；所述信號(hào)調(diào)理電路用以采樣能夠表征電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)測(cè)量電極板上的電壓信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行放大、濾波處理；所述接收信號(hào)處理裝置用以對(duì)采樣得到的電壓信號(hào)進(jìn)行處理和輸出，同時(shí)判斷測(cè)量數(shù)據(jù)的正確性。本發(fā)明的電場(chǎng)感應(yīng)裝置采用兩個(gè)測(cè)量電極板和一個(gè)屏蔽電極板能夠有效提高測(cè)量裝置的準(zhǔn)確度，同時(shí)使測(cè)量裝置具有自檢能力，提高了測(cè)量的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣工程、測(cè)控技術(shù)與儀器領(lǐng)域，具體涉及到一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)電壓測(cè)量的難度也在不斷增大，而傳統(tǒng)的電壓測(cè)量方式往往是接觸式測(cè)量，需要使電壓測(cè)量?jī)x表與待測(cè)導(dǎo)體之間有直接的電氣連接，這就需要在進(jìn)行電壓測(cè)量之前需要先破壞待測(cè)導(dǎo)體的表面絕緣層，然而電壓等級(jí)越高，破壞導(dǎo)體絕緣層越容易引起短路等電力系統(tǒng)故障，對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害較大，故而非接觸電壓測(cè)量研究成為主要研究方向。

當(dāng)前非接觸式電壓測(cè)量原理已經(jīng)十分成熟，常見的非接觸式電壓測(cè)量傳感器為非接觸的差分式電壓傳感器，該傳感器能夠在一定程度上抑制共模干擾，但這種電壓傳感器無法自行判斷測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且在電壓測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合差分式電壓傳感器往往不能滿足測(cè)量精度的要求，因此本裝置非接觸式高電壓測(cè)量裝置是基于能夠?qū)崿F(xiàn)自檢功能的同時(shí)具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度的目的展開研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，本發(fā)明的電場(chǎng)感應(yīng)裝置為兩個(gè)測(cè)量電極板和一個(gè)屏蔽電極板所構(gòu)成的同心圓柱結(jié)構(gòu)，能夠使本裝置具有自檢能力的同時(shí)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一方面提供了一種具有自檢能力的非接觸式高電壓測(cè)量裝置，包括電場(chǎng)感應(yīng)裝置、信號(hào)調(diào)理電路以及接收信號(hào)處理裝置；

所述電場(chǎng)感應(yīng)裝置包括兩個(gè)測(cè)量電極板和一個(gè)屏蔽電極板；所述兩個(gè)測(cè)量電極板放置在屏蔽電極板內(nèi)部且相對(duì)于待測(cè)導(dǎo)線是對(duì)稱分布的，兩個(gè)測(cè)量電極板分別與屏蔽電極板構(gòu)成信號(hào)調(diào)理電路的兩路輸入信號(hào)；

所述信號(hào)調(diào)理電路為兩路，分別用于調(diào)理從兩個(gè)測(cè)量電極板上采集得到的模擬電壓信號(hào)；每個(gè)信號(hào)調(diào)理電路包括第一級(jí)放大電路、電壓跟隨器、第二級(jí)放大電路和濾波電路；所述第一級(jí)放大電路的輸入為測(cè)量電極板上的模擬電壓信號(hào)，第一級(jí)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(jí)放大電路的輸入相連接，第二級(jí)放大電路的輸出與濾波電路的輸入相連接；

所述接收信號(hào)處理裝置包括雙輸入信號(hào)采集電路、雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)處理電路，所述的雙輸入信號(hào)采集電路與信號(hào)調(diào)理電路中的兩個(gè)濾波電路的輸出相連接，雙輸入信號(hào)采集電路輸出與雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入相連接，雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出與數(shù)字信號(hào)處理電路的輸入相連接。

優(yōu)選的，所述電場(chǎng)感應(yīng)裝置還包括用于電氣絕緣和固定的各個(gè)電極板之間的絕緣彈性填充物以及構(gòu)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?qǐng)A柱所形成的第一側(cè)表面薄壁，所述銅箔被鍍?cè)诘谝粋?cè)表面薄壁的內(nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁處；所述的第一側(cè)表面薄壁的厚度大于0.1mm；屏蔽電極板的半徑需保證內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度小于絕緣彈性填充物的擊穿強(qiáng)度以防止絕緣彈性填充物被擊穿；