非接触式电压感测装置制造方法及图纸

提供一种配置成测量导体的电压值的非接触式电压感测装置。非接触式电压感测装置包括具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中第一阻抗元件配置成操作上耦合到导体。此外，非接触式电压感测装置包括：天线，在操作上耦合到第一阻抗元件；具有第二阻抗的第二阻抗元件，其中第二阻抗元件部分通过天线和寄生阻抗元件来形成，并且寄生阻抗元件包括寄生阻抗；以及测量和通信电路，耦合到第一阻抗元件，以测量导体的电压值。

【技术实现步骤摘要】

本说明书的实施例涉及感测装置，以及更具体来说涉及电压感测装置。
技术介绍
近来，电力供应市场的解除管制引起了电力提供商之间的增加竞争。现在比较常见的是公司和家庭在决定供应其电力需要的电力提供商时具有若干不同电力提供商的选择。这引起不同提供商之间对包括供应的定价和质量的问题的竞争。此外，电力提供商有时需要为其消费者供应比较便宜的电力，同时仍然确保对其消费者的供应的相同或改进质量。为了实现这些目标，电力提供商必须改进电力网络或配电系统的效率。此外，由于解除管制，网络损耗以及对电力供应的中断现在受到处罚。通常发现，甚至在高度发达国家，所生成的全部电力的大约10%在电网网络本身中损失。例如，通过电力网络的载流电缆(又称作“电力线”)所传送的电力的一部分因传输损耗而可损失。表示电力网络中的电力损耗的这个指标在不太发达的国家上升到几乎25%。电力网络中的这种功率损耗可归因于未检测故障。此外，这些故障可在长时期未被检测。此外，甚至当检测到故障时，对广泛的电力网络定位故障通常也是棘手的。通过准确地提供电力网络中的电性质的信息(例如通过监测电力网络)，电力提供商也许能够显著降低电力网络中损失的电量，并且产生生成电力的成本的显著节省。此外，通过密切监测电力网络，电力提供商将处于更好的地位以对其消费者最小的不便迅速地校正电力网络中的故障，由此向其消费者提供改进的供应质量。研制了多种传感器，以用于测量载流电缆、例如高压配电系统中的载流电缆中的电流。例如，光学电流传感器用来测量载流电缆中的电流。光学电流传感器一般基于法拉第效应。一些光学电流传感器使用块状玻璃或光纤电缆，其围绕载流电缆。虽然光学电流传感器具有很高的动态范围，但是光学电流传感器要求在安装时开启载流电缆，这也许是昂贵的过程。用于测量电力网络中的电压的其他种类的传感器可采用绕载流电缆所设置的金属外壳。这些传感器使用金属外壳作为载流电缆与底下的地之间的分容器。在其他因素之中，外壳与载流电缆之间的电容取决于外壳与载流电缆之间的距离。相应地，由于对外壳与载流电缆之间的间隙的极限，金属外壳可具有载流电缆与外壳本身之间的有限电容。此外，由于有限电容，传感器可受到周围导体、例如测量电路的变化影响。此外，外壳面积的增加以增加外壳与载流电缆之间的电容通常引起传感器的寄生电容的增加。增加的寄生电容使传感器相对更易受到周围导体中的波动。此外，在配置成测量电力线中的电压值的传感器的情况下，电压测量需要将电压测量装置物理地连接到电压线路和地。要求电压测量装置与地之间的这个物理连接，以防止被监测值不合需要地受到可存在于地与电压测量装置之间的任何物体的存在影响。作为举例，在电压测量装置与地之间的物理连接不存在的情况下，有意或无意地设置在地和/或电压测量装置邻近的经过车辆、树木、动物、鸟儿或者任何其他物体可引起电压测量装置的测量值的不合需要的变化。可以指出，提供电压测量装置与地之间的这种物理连接要求复杂安装过程。例如，这类安装过程既费时又是人工密集的，从而引起安装电压测量装置的成本的增加。此外，到地的物理连接可需要维护并且周期的检查。
技术实现思路
按照本说明书的方面，提供一种配置成测量导体相对于参考表面的电压值的非接触式电压感测装置。非接触式电压感测装置包括具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中第一阻抗元件配置成操作上耦合到导体。此外，非接触式电压感测装置包括：天线，在操作上耦合到第一阻抗元件；以及具有第二阻抗的第二阻抗元件，其中第二阻抗元件部分通过天线和寄生阻抗元件来形成，并且寄生阻抗元件包括寄生阻抗。非接触式电压感测装置还包括测量和通信电路，其耦合到第一阻抗元件，并且配置成测量导体的电压。按照本说明书的另一方面，提供一种配置成测量导体相对于参考表面的电压值的非接触式电压感测装置。非接触式电压感测装置包括具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中第一阻抗元件配置成操作上耦合到导体。此外，非接触式电压感测装置包括：天线，在操作上耦合到第一阻抗元件；以及具有第二阻抗的第二阻抗元件，其中第二阻抗元件部分通过天线和寄生阻抗元件来形成，并且寄生阻抗元件包括寄生阻抗。非接触式电压感测装置还包括测量和通信电路，其耦合到第一阻抗元件，并且配置成测量导体的电压值。此外，测量和通信电路耦合到第一阻抗元件以测量导体的电压，其中测量和控制电路包括处理器、监测器、数据获取通信装置(DAC)或者其组合。按照本说明书的又一方面，提供一种监测系统。监测系统包括一个或多个非接触式电压感测装置，其配置成测量导体相对于参考表面的电压值。此外，非接触式电压感测装置包括具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中第一阻抗元件配置成操作上耦合到导体。此外，非接触式电压感测装置包括：天线，在操作上耦合到第一阻抗元件；具有第二阻抗的第二阻抗元件；以及测量和通信电路，耦合到第一阻抗元件，以测量导体的电压。此外，第二阻抗元件部分由天线和寄生阻抗元件来形成，其中寄生阻抗元件包括寄生阻抗。此外，监测系统包括在通信上耦合到一个或多个非接触式电压感测装置的控制单元，其中控制单元配置成从一个或多个非接触式感测装置接收表示导体的电压值的数据。技术方案1：一种配置成测量导体相对于参考表面的电压值的非接触式电压感测装置，包括：具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中所述第一阻抗元件配置成操作上耦合到所述导体；天线，在操作上耦合到所述第一阻抗元件；具有第二阻抗的第二阻抗元件，其中所述第二阻抗元件部分由所述天线和寄生阻抗元件来形成，并且所述寄生阻抗元件包括寄生阻抗；以及测量和通信电路，耦合到所述第一阻抗元件，并且配置成测量所述导体的所述电压值。技术方案2：如技术方案1所述的非接触式电压感测装置，包括配置成在所述第一阻抗元件的一侧或多侧提供屏蔽的导电元件。技术方案3：如技术方案2所述的非接触式电压感测装置，其中，所述导电元件包括导电壳体、一个或多个导电屏蔽或者它们两者。技术方案4：如技术方案2所述的非接触式电压感测装置，其中，所述导电元件设置在所述第一阻抗元件与所述导体之间。技术方案5：如技术方案2所述的非接触式电压感测装置，其中，所述导电元件保持在与所述导体相同的电压。技术方案6：如技术方案2所述的非接触式电压感测装置，其中，所述导电元件在操作上耦合到所述导体。技术方案7：如技术方案2所述的非接触式电压感测装置，其中，所述天线包括第一部分和第二部分，并且所述参考表面和所述天线的第二部分设置在所述导电元件的同一侧。技术方案8：如技术方案1所述的非接触式电压感测装置，其中，所述天线包括第一部分和第二部分，并且电绝缘体设置在所述天线的第一部分上。技术方案9：如技术方案8所述的非接触式电压感测装置，其中，所述天线的第二部分小于大约10cm。技术方案10：如技术方案1所述的非接触式电压感测装置，其中，所述第二阻抗是天线阻抗和寄生阻抗的组合。技术方案11：如技术方案1所述的非接触式电压感测装置，其中，所述寄生阻抗比所述第一阻抗高至少大约50倍。技术方案12：如技术方案1所述的非接触式电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置成测量导体相对于参考表面的电压值的非接触式电压感测装置，包括：具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中所述第一阻抗元件配置成操作上耦合到所述导体；天线，在操作上耦合到所述第一阻抗元件；具有第二阻抗的第二阻抗元件，其中所述第二阻抗元件部分由所述天线和寄生阻抗元件来形成，并且所述寄生阻抗元件包括寄生阻抗；以及测量和通信电路，耦合到所述第一阻抗元件，并且配置成测量所述导体的所述电压值。

【技术特征摘要】
2014.05.13 US 14/2761751.一种配置成测量导体相对于参考表面的电压值的非接触式电压感测装置，包括：
具有第一阻抗的第一阻抗元件，其中所述第一阻抗元件配置成操作上耦合到所述导体；
天线，在操作上耦合到所述第一阻抗元件；
具有第二阻抗的第二阻抗元件，其中所述第二阻抗元件部分由所述天线和寄生阻抗元件来形成，并且所述寄生阻抗元件包括寄生阻抗；以及
测量和通信电路，耦合到所述第一阻抗元件，并且配置成测量所述导体的所述电压值。
2.如权利要求1所述的非接触式电压感测装置，包括配置成在所述第一阻抗元件的一侧或多侧提供屏蔽的导电元件。
3.如权利要求2所述的非接触式电压感测装置，其中，所述导电元件包括导电壳体、一个或多个导电屏蔽或者它们两者。
4.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK拉胡纳桑，AR科尔沃卡，SD瓦塔克，AA库尔卡尼，CB奥萨利文，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US