[发明专利]一种非接触式线缆电压测量传感器

说明书

本发明提供了一种非接触式线缆电压测量传感器，包括：壳体、绝缘件、探测电极、电场测量模组、信号解调与通信电路和航插母座，绝缘件固定在壳体内的凹槽处；探测电极固定在绝缘件的上表面，并与绝缘件紧密连接，用于产生感应电荷；电场测量模组固定在壳体的内部，通过电极导线与探测电极电连接，用于测量电场强度；信号解调与通信电路固定在壳体的内部，通过导线与电场测量模组电连接，用于分析解算电场信号并转换成电压信号；航插母座安装在壳体的侧壁上，与信号解调与通信电路通过导线电连接，用于为电场测量模组和信号解调与通信电路提供电源、为信号输出提供接口。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种非接触式线缆电压测量传感器。

背景技术

目前，电力系统中应用于线缆电压测量的传感器为电压互感器，其主要作用是将线缆的高电压(一次侧)变换成适合于继电保护装置和测量仪表等工作的低电压，要求高压侧和低压侧电气隔离。电力系统中应用的电压互感器主要包括电磁式电压互感器(Potential Transformer，PT)和电容式电压互感器(Capacitive Voltage Transformer，CVT)两种。电磁式电压互感器受其工作原理的制约，在一些性能方面已经无法满足目前智能电网大容量、高电压等级的要求，其存在问题包括：高压侧必须具有很高的绝缘强度，从而使得绝缘结构更加复杂、体积大、成本高；存在动态范围小、铁磁谐振、铁心饱和等问题。电容式电压互感器由于带有耦合电容、中间变压器和补偿电抗器等内部储能元件，所以暂态响应较差，并且在高频过电压下，低压侧容易发生由铁磁谐振引起的高频振荡，威胁设备的安全运行。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种非接触式线缆电压测量传感器。本发明基于电场耦合电压测量原理实现直流电压、交流电压的非接触式量测，由于没有直接的电气连接，因此其绝缘难度小、体积小、造价低，由于内部不含铁芯、绕组等结构，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种非接触式线缆电压测量传感器，包括：壳体、绝缘件、探测电极、电场测量模组、信号解调与通信电路、航插母座，绝缘件固定在壳体内的凹槽处；探测电极固定在绝缘件的上表面，并与绝缘件紧密连接，用于产生感应电荷；电场测量模组固定在壳体的内部，通过电极导线与探测电极电连接，用于测量电场强度；信号解调与通信电路固定在壳体的内部，通过导线与电场测量模组电连接，用于分析解算电场信号并转换成电压信号；航插母座安装在壳体的侧壁上，和信号解调与通信电路通过导线电连接，用于为电场测量模组和信号解调与通信电路提供电源以及为信号输出提供接口。

在本发明的某些实施例中，还包括：

屏蔽盖，与壳体组成一个腔体结构，被测线缆穿设于腔体结构，屏蔽盖用于屏蔽外界电场对被测线缆的影响；

屏蔽盖与壳体单轴连接，屏蔽盖可以旋转，用于方便放置并固定待测线缆。

在本发明的某些实施例中，壳体和/或屏蔽盖为金属材料、外表面或内外表面电镀金属的材料。

在本发明的某些实施例中，电场测量模组包括：盒体和电场传感器，盒体固定在壳体的侧壁上；电场传感器设置在盒体的内部；其中，

盒体包括：封板、与封板相对的底座、封板与底座之间的侧壁，封板为金属材料、半导体材料或金属和绝缘材料的层叠材料，侧壁为绝缘材料；电场传感器固定在底座上。

在本发明的某些实施例中，壳体包括主壳和封盖；其中，

主壳上设置第一开孔，绝缘件上设置第二开孔，电极导线穿过第一开孔和第二开孔使封板与探测电极之间实现电连接。

在本发明的某些实施例中，探测电极的上表面设置绝缘层，用于完全包覆被测线缆。