本发明专利技术揭示一种用于测量被测导体（３８）中的交流电压的装置，其包括安装在电绝缘支撑部件上的第一组电容性电压传感器３２ａ－ｆ。所述传感器沿着第一圆周以隔开的间隔安置在所述支撑部件上，且并联连接在内部信号导体３３与零电压参考导体３７之间。第二组电容性电压传感器３４ａ－ｆ沿着第二圆周以隔开的间隔安置在所述支撑部件上，且并联连接在外部信号导体３５与所述参考导体３７之间。所述支撑部件经配置以允许将被测导体３８引入到所述装置的内部，以使得所述传感器围绕所述导体的轴线。每个传感器具有连接到所述信号导体的信号电极４８和连接到所述参考导体的参考电极５０，且使所述信号电极面对所述被测导体而定向。所述被测导体中的电压作为所述信号导体和所述参考导体之间的电压的函数而得到。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量被测导体，例如，高架AC电力线，中的交流电压的装置。
技术介绍
功率因数和功率品质的测量是电力设施监控中的重要方面。为了计算特定AC电力线的功率因数和品质，必须测量所述线的交流电压和电流。对于高架电力线，可移除式非接触电压测量装置提供使用方便性与灵活性的最佳平衡。图1说明如JP2002131341中所揭示的非接触电压测量装置10。图中展示被绝缘的导线12的纵向截面，相对于地而对其施加交流电压，这是待由装置10观测的电压波形。装置10由围绕线12的两个导管-内部导体14和外部导体16组成。装置的两个导电层通常由介电层18隔离。装置10的输出电压可通过屏蔽电缆(未图示)获取，屏蔽电缆的屏蔽物连接到外部导体16且其中心通过外部导体16和电介质18中的小孔(未图示)附接到内部导体14。如果满足以下两个条件，那么图1中所展示的配置对于防止干扰拾取是极好的，这些干扰来自于装置的外部导体的外部的其它电压源所产生的杂散电场1)装置10的外部导体16围绕内部导体14的圆周完全封围内部导体14。2)外部导体16的纵向超过内部导体14的长度L1大于外部导体16的直径。条件2确保最小化从装置10的两端进入的干扰电场。当满足这两个条件时，装置10的外部导体16有效地屏蔽内部导体14使其免受外部电场影响，且其仅响应于由于导体12上的电荷而产生的电场。然而，显然图1中所展示的装置仅可用于以下应用中导线12可穿过装置，或如果装置具有可夹持或附接在一起的一个以上可移动零件的情况。如果线直径较大，那么此类型装置的使用上存在另一限制，因为为了满足条件(2)，装置的长度变得较大。对于直径为3.5厘米的导线，条件(2)将导致装置通常有9厘米长。由于这些限制，这个低干扰结构实际上不用于高压高架电力线。图2中展示高架电力线的最普通类型的电压测量装置。这里，分别在电介质22与内部和外部导体24、26中设置缺口20。这允许将装置容易地附接到现有的电力线。实践中，还使得装置的长度L比满足上述条件(2)所需的长度小得多。因此，图2中所展示的装置遭受穿过间隙20和装置的两端进入的外部场的干扰。结果，装置不可用于许多应用中来进行精确的功率因数和品质测量，尤其是如果干扰处于装置中的间隙20的方向上。本专利技术的目标在于提供一种改进的交流电压测量装置，其中可避免或减轻这些缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种用于测量被测导体中的交流电压的装置，所述装置包括安装在电绝缘支撑部件上的第一组和第二组电容性电压传感器，所述第一组传感器沿着第一虚拟闭合路径而定位且并联连接在第一信号导体与参考导体之间，所述第二组传感器沿着围绕所述第一闭合路径的第二虚拟闭合路径而定位且并联连接在第二信号导体与和所述第一组相同的所述参考导体之间，所述支撑部件经配置以允许将被测导体引入到所述装置的内部，以使得所述传感器围绕所述被测导体的轴线，且每个传感器具有连接到各自的信号导体的信号电极和连接到所述参考导体的参考电极，所述第一组的所述传感器使所述信号电极面对所述被测导体而定向，且所述第二组的所述传感器使所述信号电极背对所述被测导体而定向，且所述装置进一步包含用于获得被测导体中的电压作为所述第一信号导体和所述参考导体之间的电压以及所述第二信号导体和所述参考导体之间的电压的函数的部件。附图说明现将以举例的方式参看附图来描述本专利技术的实施例，其中图1和图2是前文描述的现有技术电压测量装置的图。图3A是根据本专利技术的实施例的电压测量装置的示意图。图3B是当图3A的电压测量装置位于干扰电力线附近时的示意图。图4是图3A的装置的实际实施中所使用的单个电容性传感器中的一者的俯视和仰视透视图。图4A到图4C分别是图4的传感器的顶层、中间层和底层的透视图。图5是一组安装在母板上的图3的8个电容性传感器的透视图。图6A到图6C分别是多层母板的顶层、中间层和底层的平面图，在图3A的装置的实际实施中图4的复数个单个传感器安装在所述多层母板上。图7A到图7C是一对传感器在母板上的安装位置中的一者的详细平面图。图8是根据本专利技术的另一实施例的五层印刷电路板电容性电压传感器的剖视图。图9是感应内部组的传感器与参考电压之间的电压Vinner的物理过程的电等效电路的示意图。图10是根据本专利技术的实施例具有放大器级的完整电压测量装置的电等效电路的示意图。图11是组合在单个母板上的根据本实施例的电压测量装置和根据爱尔兰专利申请案第S2001/0370号的电流传感器的平面图。具体实施例方式参看图3A，电压测量装置30包括电绝缘母板(图3A中未展示，但将参考图5到图7进行描述)，其上安装有复数个电容性电压传感器36。这些传感器36包括内部组的传感器32a-f和外部组的传感器34a-f。内部和外部组的传感器32a-f和34a-f安装在基本共同的平面上且构造基本相同。内部组的传感器32a-f沿着第一圆周(虚拟圆)32以基本上相等的间隔而安置，而外部组的传感器34a-f沿着与第一环32同心的第二圆周34以基本上相等的间隔而安置。传感器36相对于环32和34的共同中心而径向地成对排列，即，32a/34a、32b/34b等。每个传感器36是以平行板电容器的形式，且具有信号电极48和基本上与其平行的至少一个参考电极50。内部组的传感器32a-f并联连接在感应导体33与参考导体37之间，且外部组的传感器34a-f并联连接在感应导体35与相同的参考导体37之间。如将要描述，导体33、35和37在母板上形成为导电通路。母板具有间隙40，其允许定位测量装置30以使得可将待测量电压的导体或导线38(本文称作“被测导体”)引入到圆周32、34的内部，且被测导体38的轴线垂直于含有传感器的平面(即，垂直于图3A的平面)并与环32和34的中心一致，使得沿着每个环32、34而安放的传感器36围绕导体38的轴线，且电极表面48、50法向于导体38的轴线。内环32上的传感器32a-f全部经定向以使得其信号电极48面对电压波形待被监控的被测导体38。这些传感器32a-f提供相对于参考导体37上的电压的输入电压Vinner。外环34上的传感器34a-f与内环的相应传感器32a-f成对，但经定位以使得每个传感器36的信号电极37背对被测导体38。外部组的传感器34a-f的目的在于减少来自外部源的干扰。这些传感器34a-f提供相对于参考电压的输入电压Vouter。在每个传感器36中，参考电极50具有比信号电极48基本上更大的面积，从而屏蔽后者使其免受来自与信号电极相反的传感器那侧的源的电场影响。可看到，当作为电场源的被测导体38位于测量装置30内的测量位置时，内环32中的所有传感器32a-f经排列成使得其未屏蔽的信号电极48面对源38，从而导致较大的Vinner。外环34中的所有传感器34a-f经排列成使得其屏蔽的参考电极50面对源38。此导致较小的Vouter。因源38而在内环32中感应的电压Vinner因此大于外环34的电压拾取Vouter。当对这些电压作减法运算时，获得相对较大的输出电压，所述输出电压很大程度上免受外部干扰。图3B说明位于电压测量装置30外部的干扰源52。两个外部传感器34a和34d正好与干扰源52在一条线上。然而，它们与源52本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量被测导体中的交流电压的装置，所述装置包括安装在电绝缘支撑部件上的第一组和第二组电容性电压传感器，所述第一组传感器沿着第一虚拟闭合路径而定位且并联连接在第一信号导体与参考导体之间，所述第二组传感器沿着围绕所述第一闭合路径的第二虚拟闭合路径而定位且并联连接在第二信号导体与和所述第一组相同的所述参考导体之间，所述支撑部件经配置以允许将被测导体引入到所述装置的内部，以使得所述传感器围绕所述被测导体的轴线，且每个传感器具有连接到各自的信号导体的信号电极和连接到所述参考导体的参考电极，所述第一组的所述传感器使所述信号电极面对所述被测导体而定向，且所述第二组的所述传感器使所述信号电极背对所述被测导体而定向，且所述装置进一步包含用于获得所述被测导体中的电压的部件，该电压是所述第一信号导体和所述参考导体之间的电压以及所述第二信号导体和所述参考导体之间的电压的函数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯索伦森，
申请(专利权)人：苏帕鲁尔斯有限公司，
类型：发明
国别省市：IE[爱尔兰]
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