[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

说明书

本发明公开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，装置包括：电场感应装置、信号调理电路和接收信号处理装置；所述电场感应装置的核心为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，各个电极板之间通过绝缘弹性材料实现电气绝缘；所述信号调理电路用以采样能够表征电场强度的两个测量电极板上的电压信号并对其进行放大、滤波处理；所述接收信号处理装置用以对采样得到的电压信号进行处理和输出，同时判断测量数据的正确性。本发明的电场感应装置采用两个测量电极板和一个屏蔽电极板能够有效提高测量装置的准确度，同时使测量装置具有自检能力，提高了测量的可靠性。

技术领域

本发明属于电气工程、测控技术与仪器领域，具体涉及到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。

背景技术

随着电力系统的不断发展和完善，电压等级的不断提高，对电压测量的难度也在不断增大，而传统的电压测量方式往往是接触式测量，需要使电压测量仪表与待测导体之间有直接的电气连接，这就需要在进行电压测量之前需要先破坏待测导体的表面绝缘层，然而电压等级越高，破坏导体绝缘层越容易引起短路等电力系统故障，对电力系统造成的危害较大，故而非接触电压测量研究成为主要研究方向。

当前非接触式电压测量原理已经十分成熟，常见的非接触式电压测量传感器为非接触的差分式电压传感器，该传感器能够在一定程度上抑制共模干扰，但这种电压传感器无法自行判断测量数据的准确性，并且在电压测量精度要求较高的场合差分式电压传感器往往不能满足测量精度的要求，因此本装置非接触式高电压测量装置是基于能够实现自检功能的同时具有较高的测量准确度的目的展开研究。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供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，本发明的电场感应装置为两个测量电极板和一个屏蔽电极板所构成的同心圆柱结构，能够使本装置具有自检能力的同时保证测量数据的准确度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种具有自检能力的非接触式高电压测量装置，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。

优选的，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；