CN105116211B - 一种悬浮型相电压测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：包括电缆夹、电性连接的电压采集探头和控制器，所述电压采集探头内置于电缆夹内且其取电端通过电缆夹与架空导线电性连接，所述电压采集探头的输出端与控制器的输入端相连，所述电压采集探头的输出端还通过一电容分压电路接地；本产品的电压采集探头通过电缆夹钳制在架空导线上，采集的电压信号经电容电路分压后直接提供给控制器；在控制器内电压信号经过处理、转换和计算分析后可按比例还原实时线路相电压；与现有技术相比，本发明无需配置电压互感器，结构简单，元件少，具有体积小，重量轻，成本低，寿命长，安全性好等特点。

Description

一种悬浮型相电压测量装置

技术领域

本发明涉及配电网电压检测技术，具体涉及一种运用于架空线路的悬浮型相电压测量装置。

背景技术

配电网领域中，通常电压作为基本的电信号被监测。目前高压架空线路需要配套电压互感器提供相电压信号、控制器采集电压信号并通过无线通讯技术传输至主站进而实现对电压的在线监测，如果电压信号出现异常则实施保护控制。

上述方式所采用的电压互感器通常比较重，现场安装需要固定，不仅耗费安装金具，而且由于电压互感器自身成本较高，导致监测装置的总体成本高；另外电压互感器安装于户外，运行环境较差，电压互感器如果出现故障不易被发现，后果通常比较严重。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可直接固定于电缆上，结构小轻巧，安装方便，成本低，还可准确可靠检测故障区段和故障类型，便于故障排查的悬浮型相电压测量装置。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：包括电缆夹、电性连接的电压采集探头和控制器，所述电压采集探头内置于电缆夹内且其取电端通过电缆夹与架空导线电性连接，所述电压采集探头的输出端与控制器的输入端相连，所述电压采集探头的输出端还通过一电容分压电路接地。

进一步， 所述电容分压电路由相互串联的第一电容C1和第二电容C2组成，所述控制器包括第一电容C1，依次电性连接的电压取样模块、电压处理模块、电压转换模块和运算处理单元；其中，所述电压取样模块的取样端与电压采集探头和第一电容C1的连接处A相连，电压取样模块的悬浮端与第一电容C1和第二电容C2的连接处B相连。

作为上述方案的进一步改进，所述第二电容C2为等效对地电容。

进一步，所述控制器还包括一表面镀有金属膜的PCB板，所述第一电容C1和第二电容C2的连接处B与PCB板相连。

作为上述方案的进一步改进，该装置还包括一无线通讯模块。

进一步，所述电缆夹包括底座、设置在底座两侧的左、右支撑板，由下至上依次安装的金属卡簧、设有凹槽的卡板和挡板，所述金属卡簧为两支，分设在左、右支撑板上，所述卡板为两块，分设在左、右支撑板上，所述挡板横跨在左、右支撑板上，两块卡板中央对应的底座上设置有橡胶垫，安装时，打开挡板，将两支金属卡簧钩入对应卡板的凹槽内，把架空导线顺着两卡板中央压入底部的橡胶垫后两支金属卡簧滑出卡板的凹槽，将架空导线压紧，其中，所述电压采集探头的取电端与金属卡簧电性连接。

作为上述方案的进一步改进，所述电缆夹的底部设置有密闭容器，所述控制器和电容分压电路设置于密闭容器内。

作为上述方案的进一步改进，所述密闭容器的底部设置有观察窗，该观察窗为圆锥形密闭窗口。

作为上述方案的进一步改进，所述电缆夹、密闭容器和观察窗之间采用防渗水式密封连接。

本发明的有益效果是：

1、采用电容分压的原理将高压信号转换为低压信号；分压后得到的小电压与被测相电压呈比例关系，且相位差接近于零。电压采集探头钳制在高压电缆上，采集的电压信号经电容电路分压后直接提供给控制器；在控制器内电压信号经过处理、转换和计算分析后可按比例还原实时线路相电压。电容分压电路只需要每相一个电容即可满足要求，无需再进行串联和并联。与现有技术相比，本发明无需配置电压互感器，结构简单，元件少，具有体积小，重量轻，成本低，寿命长，安全性好等特点；

2、本装置中第二电容C2无实物，为等效对地电容，并未实际连接，第一电容C1和第二电容C2的连接处B（即电压取样模块悬浮端）与PCB板相连，如果出现电容击穿，不会将接地故障引入线路中，提高了产品的可靠性；

3、本装置可以在线监测线路相电压，通过适当增加监测点，可以准确可靠检测故障区段和故障类型，便于故障排查。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：

图1是本发明实施例的系统原理框图；

图2是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思及技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

参照图1，一种悬浮型相电压测量装置，包括无线通讯模块、电缆夹3、电性连接的电压采集探头1和控制器2，所述电压采集探头1内置于电缆夹3内且其取电端通过电缆夹3与架空导线电性连接，所述电压采集探头1的输出端与控制器2的输入端相连，所述电压采集探头1的输出端还通过一电容分压电路4接地。所述电容分压电路4由相互串联的第一电容C1和第二电容C2组成，所述控制器2包括依次电性连接的第二电容C2、电压取样模块21、电压处理模块22、电压转换模块23、运算处理24和表面镀有金属膜的PCB板，所述电压取样模块21的取样端与电压采集探头1和第一电容C1的连接处A相连，电压取样模块3的悬浮端与第一电容C1和第二电容C2的连接处B相连，其中，第二电容C2无实物，为等效对地电容，并未实际连接，第一电容C1和第二电容C2的连接处B（即电压取样模块悬浮端）与PCB板相连，该PCB板作为电压取样模块悬浮端对地电容的极板。测量电压时，电压信号由电压采集探头1通过引线送至控制器2内部的电压取样模块3输入端，经取样变为小电压信号后由电压取样模块21输出端进入电压处理模块22输入端，经过滤波、整流、偏置后的电压信号由电压处理模块22输出端进入电压转换模块23的输入端，电压转换模块23将电压信号由模拟量转换为数字量后由电压转换模块23输出端送入运算处理单元24，经运算处理单元24计算分析后通过无线通讯传送至后台；装置通过无线通讯技术将电压测量值传输至主站进而实现对电压的在线监测，当电压信号出现异常时还可实施保护控制。

本实施例中，装置采用电容分压原理，相当于在三相高压线中的一相与大地之间串联两个电容，其中第一电容C1相当于电压取样模块21悬浮端与通过电压采集探头1连接三相高压线中一相之间的电容，第二电容C2相当于电压取样模块21悬浮端与大地之间的等效电容；经电压取样模块分压后得到的小电压与被测相电压呈比例关系，且相位差接近于零。

进一步参照图2，所述电缆夹3包括底座31、设置在底座31两侧的左、右支撑板32、33、由下至上依次安装的金属卡簧34、设有凹槽37的卡板35和挡板36，所述金属卡簧34为两支，分设在左、右支撑板上，所述卡板35为两块，分设在左、右支撑板上，所述挡板36横跨在左、右支撑板32、33上，两块卡板35中央对应的底座31上设置有橡胶垫38， 安装时，打开挡板36，将两支金属卡簧34钩入对应卡板35的凹槽37内，把架空导线顺着两卡板35中央压入底部的橡胶垫38后两支金属卡簧34滑出卡板35的凹槽37，将架空导线压紧，其中，所述电压采集探头1的取电端与金属卡簧34电性连接。

进一步，所述电缆夹3的底部设置有密闭容器6，所述控制器2中的各个模块和电容分压电路4设置于密闭容器6内；本实施例中密闭容器6采用圆筒形，当然也可采用柱体形状或其它适用的形状。

此外，所述密闭容器6的底部设置有圆锥形的密闭观察窗7，当然观察窗也可采用柱体或其它适合的形状；其中所述电缆夹3、密闭容器6和观察窗7之间采用防渗水式密封连接。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种悬浮型相电压测量装置，包括电缆夹(3)、电性连接的电压采集探头(1)和控制器(2)，所述电压采集探头(1)内置于电缆夹(3)内且其取电端通过电缆夹(3)与架空导线电性连接，所述电压采集探头(1)的输出端与控制器(2)的输入端相连，所述电压采集探头(1)的输出端还通过一电容分压电路(4)接地；其特征在于：所述电缆夹(3)包括底座(31)、设置在底座(31)两侧的左、右支撑板(32、33)、由下至上依次安装的金属卡簧(34)、设有凹槽(37)的卡板(35)和挡板(36)，所述金属卡簧(34)为两支，分设在左、右支撑板上，所述卡板(35)为两块，分设在左、右支撑板上，所述挡板(36)横跨在左、右支撑板(32、33)上，两块卡板(35)中央对应的底座(31)上设置有橡胶垫(38)，安装时，打开挡板(36)，将两支金属卡簧(34)钩入对应卡板(35)的凹槽(37)内，把架空导线顺着两卡板(35)中央压入底部的橡胶垫(38)后两支金属卡簧(34)滑出卡板(35)的凹槽(37)，将架空导线压紧，其中，所述电压采集探头(1)的取电端与金属卡簧(34)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述电容分压电路(4)由相互串联的第一电容C1和第二电容C2组成，所述控制器(2)包括第一电容C1，依次电性连接的电压取样模块(21)、电压处理模块(22)、电压转换模块(23)和运算处理单元(24)；其中，所述电压取样模块(21)的取样端与电压采集探头(1)和第一电容C1的连接处(A)相连，电压取样模块(21)的悬浮端与第一电容C1和第二电容C2的连接处(B)相连。

3.根据权利要求2所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述第二电容C2为等效对地电容。

4.根据权利要求3所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述控制器(2)还包括一表面镀有金属膜的PCB板，所述第一电容C1和第二电容C2的连接处(B)与PCB板相连。

5.根据权利要求1所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：还包括一无线通讯模块。

6.根据权利要求1所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述电缆夹(3)的底部设置有密闭容器(6)，所述控制器(2)和电容分压电路(4)设置于密闭容器(6)内。

7.根据权利要求6所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述密闭容器(6)的底部设置有观察窗(7)。

8.根据权利要求7所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述电缆夹(3)、密闭容器(6)和观察窗(7)之间采用防渗水式密封连接。

9.根据权利要求7所述的一种悬浮型相电压测量装置，其特征在于：所述观察窗(7)为圆锥形密闭窗口。