[发明专利]一种三相共箱GIS设备的电压测量装置及方法

权利要求书

1.一种三相共箱GIS设备的电压测量装置，其特征在于，所述装置包括：盆式绝缘子、感应圆筒和采集板卡，所述感应圆筒由通过结构支撑件固定的金属内壁和金属外壁组成；

所述感应圆筒固定在盆式绝缘子的孔洞中；

所述采集板卡分别连接感应圆筒的金属内壁和金属外壁；

所述采集板卡，用于缩小三相共箱GIS设备的电压。

2.如权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述金属外壁的高度大于金属内壁的高度。

3.如权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述三相共箱GIS设备中的导电杆置于所述感应圆筒的中心轴处。

4.如权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述采集板卡包括第一运算放大器、第一调节单元和第二调节单元；

所述第一运算放大器的反相输入端与金属内壁连接，第一运算放大器的同相输入端与金属外壁连接，第一运算放大器的输出端与第二调节单元的输入端连接；

所述第一运算放大器的反相输入端与金属内壁之间的连接点与第一调节单元的输入端连接，第一运算放大器的同相输入端与金属外壁之间的连接点接地，第一运算放大器的输出端与第二调节单元的输入端之间的连接点与第一调节单元的输出端连接。

5.如权利要求4所述的电压测量装置，其特征在于，所述第一调节单元包括：第一稳压管、第二稳压管、第一电阻、第一电容、第二电阻以及控制开关；

所述第一调节单元的输入端连接第一稳压管的正极，第一稳压管的负极连接第二稳压管的负极，第二稳压管的正极连接第一调节单元的输出端；

所述第一调节单元的输入端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一调节单元的输出端；

所述第一调节单元的输入端连接第一电容的一端，第一电容的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接第一调节单元的输出端；

第二电阻与控制开关并联连接；

所述第二调节单元包括：第三电阻、可变电阻和第二运算放大器；

所述第二调节单元的输入端连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的同相输入端接地；

第三电阻的另一端与第二运算放大器的反相输入端之间的连接点与可变电阻的一端连接，可变电阻的另一端连接第二运算放大器的输出端。

6.如权利要求5所述的电压测量装置，其特征在于，所述采集板卡中第一运算放大器的输出端的交流信号电压为缩小后三相共箱GIS设备的电压，其中，缩小比例为R_2ref为可变电阻的阻值，R₁为第三电阻的阻值，C_f为第一电容的容值，C_e为感应圆筒中金属内壁与导电杆之间形成的耦合电容的容值。

7.如权利要求6所述的电压测量装置，其特征在于，所述可变电阻的阻值R_2ref的获取过程包括：

断开控制开关，在三相共箱GIS设备中的导电杆一端施加矫正交流信号；

按下式调节可变电阻的阻值为R_2ref：

式中，f为矫正交流信号的频率，C_e为感应圆筒中金属内壁与导电杆之间形成的耦合电容的容值，R_cal为第二电阻的阻值，R_f为第一电阻的阻值，R₁为第三电阻的阻值。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的电压测量装置的三相共箱GIS设备的电压测量方法，其特征在于，所述方法包括：

导通采集板卡中的控制开关；

按下式确定被测三相共箱GIS设备的电压V_sys：

式中，R_2ref为可变电阻的阻值，R₁为第三电阻的阻值，C_f为第一电容的容值，C_e为感应圆筒中金属内壁与导电杆之间形成的耦合电容的容值，V_2out为导电杆接入三相电网后采集板卡中第一运算放大器的输出端的交流信号电压。