[发明专利]一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置，其特征在于，包括电场感应装置、信号调理电路以及接收信号处理装置；

所述电场感应装置包括两个测量电极板和一个屏蔽电极板；所述两个测量电极板放置在屏蔽电极板内部且相对于待测导线是对称分布的，两个测量电极板分别与屏蔽电极板构成信号调理电路的两路输入信号；

所述信号调理电路为两路，分别用于调理从两个测量电极板上采集得到的模拟电压信号；每个信号调理电路包括第一级放大电路、电压跟随器、第二级放大电路和滤波电路；所述第一级放大电路的输入为测量电极板上的模拟电压信号，第一级放大电路输出与电压跟随器的输入相连接；电压跟随器的输出与第二级放大电路的输入相连接，第二级放大电路的输出与滤波电路的输入相连接；

所述接收信号处理装置包括双输入信号采集电路、双通道模数转换电路和数字信号处理电路，所述的双输入信号采集电路与信号调理电路中的两个滤波电路的输出相连接，双输入信号采集电路输出与双通道模数转换电路的输入相连接，双通道模数转换电路的输出与数字信号处理电路的输入相连接。

2.根据权利要求1所述一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置，其特征在于，所述电场感应装置还包括用于电气绝缘和固定的各个电极板之间的绝缘弹性填充物以及构成电极板的材料，所述材料包括基材和铜箔；

所述的屏蔽电极板的形状为普通的中空圆柱所形成的第一侧表面薄壁，所述铜箔被镀在第一侧表面薄壁的内侧壁或外侧壁处；所述的第一侧表面薄壁的厚度大于0.1mm；屏蔽电极板的半径需保证内部的电场强度小于绝缘弹性填充物的击穿强度以防止绝缘弹性填充物被击穿；

所述两个测量电极板的形状相同且均为普通的中空弧形圆柱所形成的第二侧表面薄壁，所述铜箔镀在第二侧表面薄壁的内壁侧或外壁侧；所述第二侧表面薄壁的角度在10°～30°，第二侧表面薄壁的厚度与屏蔽极板厚度一致；测量电极板和屏蔽电极板在空间位置上是同轴的，两个测量电极板放置于屏蔽电极板内且在沿轴方向上屏蔽电极板的长度是测量电极板的三倍及以上，在各电极板的中心轴处留有中通孔径用以安置待测导线。

3.根据权利要求1所述的一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置，其特征在于，所述测量电极板的半径大小由待测电压等级决定；所述的高电压测量装置正常工作时，屏蔽电极板是接地的，待测导线会在屏蔽电极板内部产生电场，两个测量电极板在电场的作用下产生电压变；当电压等级较大时，两个测量电极板应在电场强度小于绝缘弹性填充物的击穿强度的前提下靠近屏蔽电极板以实现间接降压的目的；当电压等级较小时，两个测量电极板应在电场强度小于绝缘弹性填充物的击穿强度的前提下靠近待测导线以实现提高电压占比的目的。

4.根据权利要求1所述的一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置，其特征在于，所述信号调理电路为两路相互独立的调理电路；所述的第一级放大电路是一个与测量电极板和屏蔽电极板间的耦合电容相并联的可变电容器，该可变电容既作为采样电路又作为第一级放大电路，第一级放大电路的放大倍数小于1；所述的第二级放大电路的放大倍数根据待测电压的范围进行调整；所述的滤波电路对经过第二级放大电路放大后的电压进行滤波处理以滤除高频谐波，提高采样电压信号质量。

5.根据权利要求1所述的一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置，其特征在于，所述双输入信号采集电路分别采样经过信号调理电路后的两路模拟电压信号，所述两路模拟电压信号再通过双通道模数转换电路将两路模拟电压信号转换为两路数字电压信号，最后由数字信号处理电路对两路数字电压信号进行处理，所述的数字信号处理电路的核心是微处理器。