[发明专利]一种非接触式电压测量传感器及其工作方法

权利要求书

1.一种非接触式电压测量传感器，包括电源控制单元、开合式非接触感应环、大地连接器、信号放大器、单片机与无线通信单元，其特征在于,所述电源控制单元采用稳压芯片将电源稳压到3.3V给系统供电，所述开合式非接触感应环与导体产生耦合电容，所述大地连接器与感应电极形成耦合回路通路，实现精确测量电压值，所述信号放大器接收耦合信号并进行放大输出，所述单片机具备ADC采样功能，处理放大输出信号并且输出精确电压值，所述无线通信单元可通过串口接收单片机数据，并将数据采用主动或被动上报的方式发送给汇集终端。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式电压测量传感器,其特征在于,所述电源控制单元采用CT取电方式给电池充电。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式电压测量传感器,其特征在于,所述开合式非接触感应环包括电缆导体，电缆导体外部罩有金属感应片，电缆导体通有交流电压时，金属感应片朝向电缆导体一面产生交流电场，金属感应片背面产生微弱交流电压信号，交流电压信号会穿过连接在金属感应片背面的电容器，通过电容器到达信号放大器，信号放大器对其微弱交流电压信号进行处理及放大，信号放大器输出适当的电压值给分压采样电阻，分压采样电阻将分压值输入单片机的ADC采样通道，ADC采样通道计算出精确的交流电场电压。

4.根据权利要求3所述的一种非接触式电压测量传感器,其特征在于,所述大地连接器与开合式非接触感应环和信号放大器接入形成耦合回路通路。

5.如权利要求1-4所述的一种非接触式电压测量传感器的工作方法，其特征在于, 传感器具有无线通信功能，安装部署前需通过无线调试设备或调试串口给传感器设置好ID地址，并将传感器的ID绑定至汇集终端，具体包括以下步骤：

S1：部署时，将开合式非接触感应环卡在被测电缆上；

S2：将大地接线器与配电柜内任意大地连接，此时，开合式非接触感应环内的金属感应片正面与被测电缆导体之间产生电场，其背面会产生交流电压的弱信号；

打开传感器电源开关，传感器进入初始化设置，初始化设置由汇集终端下发的方式进行，设置参数包括电压超范围阈值、时钟校准指令；传感器采用定时测量并存储测量数据，在定时上报的工作方式；定时测量、定时存储由控制信号放大器的电源实现；定时上报由单片机内部实时时钟控制；

S3：测量时，信号放大器将微弱交流电压信号进行处理及放大，输出适当的电压值输出给单片机的ADC采样通道，通过包括计算、补偿、校准的方式输出精确的交流电压值，并将电压值定时存储；

步骤4，单片机将ADC计算出的电压值传送给无线通讯单元；

步骤5，无线通讯单元将电压值上报给汇集终端或其他主机，上报周期按预先规定的周期上报。

6.根据权利要求5所述的一种非接触式电压测量传感器的工作方法,其特征在于,所述步骤S1中的被测电缆包括配电柜内断路器的出线端。

7.根据权利要求5所述的一种非接触式电压测量传感器的工作方法,其特征在于,所述步骤S3中的定时测量和定时存储优选为每分钟采样一次，每分钟存储一次。

8.根据权利要求5所述的一种非接触式电压测量传感器的工作方法,其特征在于,所述步骤S5中的周期上报优选为每五分钟上报一次。