CN113341204A - 电压检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电压检测装置和方法，该装置包括探头模组和测量模组，探头模组活动性套设于被测线路的外绝缘表层，探头模组与被测线路相对的表面上设置有金属电极。测量模组用于向电气回路分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，并获取每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流；测量模组还用于根据至少4个不同频率、以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；测量模组还用于根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路的电压。本申请涉及的电压检测装置安装简单，不会对被测线路造成损坏。

Description

电压检测装置和方法

技术领域

本申请涉及电力测量的技术领域，特别是涉及一种电压检测装置和方法。

背景技术

电压测量在电力系统中应用广泛，例如继电保护、电能计量、智能设备的控制以及在线监测过电压等方面，均需要测量电压。电压测量的准确性、可靠性和便利性对于实现继电保护、智能设备的控制和电力系统的故障分析非常重要。

传统技术中，使用电磁式电压互感器进行电压测量。使用电磁式电压互感器进行电压测量时，需要将线路中的金属部分引出，即剥离线路的绝缘层，再接入电磁式电压互感器。

然而，使用电磁式电压互感器进行电压测量时安装复杂，对线路造成损坏。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电压检测装置和方法。

一方面，本申请一个实施例提供一种电压检测装置，包括探头模组和测量模组，探头模组活动性套设于被测线路的外绝缘表层，探头模组与所被测线路相对的表面上设置有金属电极；

测量模组，用于向电气回路分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，并获取每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流；电气回路包括耦合电容，耦合电容为金属电极与被测线路之间形成的电容；

测量模组，还用于根据至少4个不同频率，以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；

测量模组，还用于根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路的电压。

在其中一个实施例中，测量模组，具体还用于根据工频、电感量、电容量和电阻量，确定电气回路的阻抗；并计算频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流和阻抗的乘积，得到被测线路的电压。

在其中一个实施例中，测量模组，具体还用于根据至少4个不同频率、每个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定超定方程组；并基于最小二乘法求解超定方程组，得到电感量、电容量和电阻量。

在其中一个实施例中，探头模组包括：第一探头和第二探头，第一探头的第一端活动性套设于被测线路的相线的外绝缘表层，第一探头的第二端与测量模组连接；第二探头的第一端活动性套设于被测线路的地线或零线的外绝缘表层，第二探头的第二端与测量模组连接；

第一探头的第一端用于与被测线路的相线之间形成耦合电容；

第二探头的第二端用于与被测线路的地线或零线之间形成耦合电容。

在其中一个实施例中，还包括：

电流检测模组，与测量模组连接，用于检测每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，并将每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流发送至测量模组。

在其中一个实施例中，测量模组包括：参考电压源和控制单元，

控制单元用于控制参考电压源产生至少4个不同频率的参考电压信号，并将至少4个不同频率的参考电压信号分别输入电气回路。

在其中一个实施例中，测量模组包括：

电容，与探头模组连接，用于对电气回路进行限流。

另一方面，本申请一个实施例提一种电压检测方法，应用于如上述实施例提供的电压检测装置，包括：

确定至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，电气回路包括耦合电容，耦合电容为金属电极与被测线路之间形成的电容，至少4个不同频率的参考电压信号为测量模组分别向电气回路输入的信号；

根据至少4个不同频率，以及至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；

根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路的电压。

在其中一个实施例中，根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路的电压，包括：

根据工频、电感量、电容量和电阻量，确定电气回路的阻抗；

根据频率为工频的的参考电压信号作用下的电气回路中的电流和阻抗的乘积，确定被测线路的电压。

在其中一个实施例中，根据至少4个不同频率，以及至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量，包括：

根据至少4个不同频率、至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定超定方程组；

基于最小二乘法求解超定方程组，确定电感量、电容量和电阻量。

本申请实施例提供一种电压检测装置和方法，该装置包括探头模组和测量模组。探头模组活动性套设于被测线路的外绝缘表层，探头模组与被测线路相对的表面上设置有金属电极。测量模组用于向电气回路分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，并获取每个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流；测量模组还用于根据至少4个不同频率，以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；测量模组还用于根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路的电压。本申请实施例提供的电压检测装置在使用时，直接将探头模组套设在被测线路的外绝缘表层，根据测量模组实现对被测线路的电压的测量，无需剥离被测线路的绝缘层，使得安装方便且安全。同时可以适用于不能剥离绝缘层的被测线路的场景中，具有较高的实用性，而且，根据测量模组对被测线路的电压的测量非常简单易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域不同技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的电压检测装置的结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的电气回路的等效电路的示意图；

图3为本申请一个实施例提供的电压检测装置的结构示意图；

图4为本申请一个实施例提供的电压检测装置的结构示意图；

图5为本申请一个实施例提供的电压检测方法的步骤流程示意图；

图6为本申请一个实施例提供的电压检测方法的步骤流程示意图；

图7为本申请一个实施例提供的电压检测方法的步骤流程示意图。

附图标记说明：

10、电压检测装置；11、被测线路；100、探头模组；110、第一探头；120、第二探头；200、测量模组；210、参考电压源；220、控制单元；300、电流检测模组；400、电容。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

电压测量在电力系统中应用广泛，例如继电保护、电能计量、智能设备的控制以及在线监测过电压等方面，均需要测量电压。电压测量的准确性、可靠性和便利性对于实现继电保护、智能设备的控制和电力系统的故障分析非常重要。通常情况下，使用电磁式互感器获取线路上的电压信息。但是电磁式互感器使用时，需要将线路的金属部分引出，再接入电磁式互感器测量线路上的电压信息。因此，使用电磁式互感器测量线路上的电压信息时，安装复杂，且会对线路造成损坏。针对现有的电磁式互感器测量线路上的电压信息时存在的问题，本申请提供一种电压检测装置。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

请参见图1，本申请一个实施例提供一种电压检测装置10包括探头模组100和测量模组200，探头模组100活动性套设于被测线路11的外绝缘表层，探头模组100与被测线路11相对的表面上设置有金属电极。

探头模组100包括第一连接端和第二连接端，探头模组100的第一连接端与测量模组200连接，探头模组100的第二连接端套设于被测线路11的外绝缘表层。也就是说，无需剥离被测线路11的绝缘层，直接将探头模组100的第二连接端套设在被测线路11的绝缘层上。探头模组100的第二连接端与被测线路11相对的表面采用金属材料，形成金属电极。在一个具体的实施例中，探头模组100的第二连接端的材料均为金属材料。探头模组100的第二连接端可以是圆形、也可以是椭圆或者其他不规则形状的结构，本实施例对探头模组100的第二端的形状和材料等不作限制，只要能够实现其功能即可。

在使用时，探头模组100的金属电极与被测线路11之间会形成耦合电容，利用探头模组100与被测线路11之间形成的耦合电容可以形成一个电气回路。耦合电容的一端为探头模组100的金属电极，另一端为被测线路11中的金属部分(导体)，耦合电容中间为被测线路11的绝缘层。

测量模组200用于向电气回路分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，并获取每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流。换句话说，测量模组200依次向电气回路中输入至少4个不同频率的参考电压信号，在输入第一个频率的参考电压信号后，获取第一个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流，在获取第二个频率的参考电压信号后，获取第二个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流，依次类推，可以得到每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流。

测量模组200还用于根据至少4个不同频率的参考电压信号，以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量。

通常情况下，被测线路11是经过变压器的中性点接地，则电气回路是会经过变压器的中性点的，电气回路经过的电路可以用一个等效电感表示。另外，电气回路是接地的，需要考虑大地电阻的影响，因此可以用一个等效电阻表示。探头模组100与被测线路11之间形成的耦合电容可以用等效电容表示。电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量是未知的。测量模组200根据不同的频率，以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，可以计算得到等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量。本实施例对具体的计算方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

测量模组200还用于根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路11的电压。测量模组200根据得到得等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量，以及工频和工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，就可以得到被测线路11的电压。频率为工频的参考电压信号可以是测量模组200向电气回路中输入的至少4个不同频率中的参考电压信号中的一个，也可以是测量模组200重新向电气回路中输入的频率为工频的参考电压信号。本实施例对具体计算被测线路11的电压的方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

本申请实施例提供的电压检测装置10的工作原理如下：

在使用本申请实施例提供的电压检测装置10进行电压测量时，先将探头模组100套设在被测线路11上，然后测量模组200向电气回路中分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，同时获取每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流。根据参考电压信号的不同频率，以及不同频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，可以得到电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量。最后测量模组200根据得到的电感量、电容量、电阻量、工频以及工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，可以得到被测线路11的电压。

本申请实施例提供的电压检测装置10包括探头模组100和测量模组200。探头模组100活动性套设于被测线路11的外绝缘表层，探头模组100与被测线路11相对的表面上设置有金属电极。测量模组200用于向电气回路分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，并获取每个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流；测量模组200还用于根据至少4个不同频率，以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；测量模组200还用于根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路11的电压。本申请实施例提供的电压检测装置10在使用时，直接将探头模组100套设在被测线路11的外绝缘表层，根据测量模组200实现对被测线路11的电压的测量，无需剥离被测线路11的绝缘层，使得安装方便且安全。同时可以适用于不能剥离绝缘层的被测线路11的场景中，具有较高的实用性。而且，在本申请实施例中，测量模组200对被测线路11的电压的测量非常简单易懂。并且，使用本申请实施例提供的电压检测装置10检测被测线路11的电压时，安装、拆卸以及整个测量过程中无需停电操作，可以以较低的人力成本布设大量的测量点，使得本申请提供的电压检测装置10具有较高的安全性和实用性。

请继续参见图1，在一个实施例中，探头模组100包括：第一探头110和第二探头120。第一探头110包括第一端和第二端，第二探头120也包括第一端和第二端。被测线路11包括相线和零线，或者被测线路11包括相线和地线。第一探头110的第一端活动性套设于被测线路11的相线的外绝缘表层，第一探头110的第二端与测量模组200连接。第二探头120的第一端活动性套设于被测线路11的地线或零线的外绝缘表层，第二探头120的第二端与测量模组200连接。对第一探头110的第一端的描述可以参考上述实施例中对探头模组100的第二连接端的具体描述，在此不再赘述。第一探头110的第一端和第二探头120的第二端的结构和形状等可以相同。

第一探头110的第一端用于与被测线路11的相线之间形成耦合电容。第一探头110的第一端套设于被测线路11的相线上后，第一探头110的第一端上的金属电极与被测线路11的相线之间会形成耦合电容。第二探头120的第二端用于与被测线路11的地线或零线之间形成耦合电容。第二探头120的第一端套设于被测线路11的零线或地线上后，第二探头120的第一端上的金属电极与被测线路11的零线或地线之间会形成耦合电容。

根据上述实施例中的描述，电气回路中包括等效电感和等效电阻，以及第一探头110的第一端与被测线路11的相线之间形成的耦合电容和第二探头120的第一端与被测线路11的地线或零线之间形成的耦合电容等效成的等效电容，则电气回路的等效电路如图2所示，其中，Us为被测线路11的电压，Ur为参考电压信号的电压，L为等效电感、C为等效电容，R为等效电阻。

在一个实施例中，测量模组200具体还用于根据至少4个不同频率、每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定超定方程组；并基于最小二乘法求解超定方程组，得到电感量、电容量和等效电阻。

根据如图2所示的等效电路图，测量模组200检测到的不同频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流可以表示为：

即

其中，I_i表示第i个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，Ur为参考电压信号的电压，在测量模组200向电气回路中输入参考电压信号时，参考电压信号的电压是已知的；Z_L为等效电感的阻抗，Z_C为等效电容的阻抗，Z_R为等效电阻的阻抗。Z_L和Z_C的表达式和频率f_i有关，Z_R可以认为和频率没有关系，Z_R＝R。在频率f_i下，等效电感的阻抗可以表示为Z_L＝2πf_iL，等效电容的阻抗可以表示为

其中，L为等效电感的电感量，C为等效电容的电容量。将等效电感、等效电容和等效电阻的阻抗的表达式代入不同频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流的表达式中，电流I_i可以表示为：

测量模组200根据至少4个不同频率、每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量可以得到至少4个电流I_i的表达式。至少4个电流I_i的表达式可以是指至少4个方程，等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量为3个未知量，方程的个数大于未知量的个数，则至少4个电流I_i的表达式组成的方程组为超定方程组。

测量模组200在得到超定方程组后，使用最小二乘法对其进行计算，具体的过程如下：

超定方程组可以简记为：

其中，m为不同频率的参考电压信号的个数。假设矩阵A中的元素为a_ij，其中，i＝1,2,3，j＝1,2,…,m。矩阵A可以表示为

令Y＝Ax，即：Y＝a₁x₁+a₂x₂+a₃x₃。超定方程组的最小二乘解也就是使||Ax-b||²最小，即

其中，电感量为x₁，电容量为x₂，电阻量为x₃。为了找出一个x使得||Ax-b||²最小，等价于找子空间M(α₁,α₂,α₃)中向量Y到b距离最短。设C＝b-Y＝b-Ax，因为平面中垂线最短，因此必有C⊥M(α₁,α₂,α₃)，这等价于：

也就是说，

即

进一步的，

因此，超定方程组的最小二乘解x＝(A^TA)^-1A^Tb，从而可以计算出电感量、电容量和电阻量。

在一个实施例中，测量模组200具体还用于根据工频、电感量、电容量和电阻量，确定电气回路的阻抗；并计算频率为工频的参考电压信号对应的电气回路的电流和阻抗的乘积，得到被测线路11的电压。

根据上述的描述，在频率为工频时，等效电路中的阻抗可以表示为

其中，f_s为工频。则被测线路11的电压可以表示为

测量模组200在得到电感量、电容量和电阻量后，将其代入公式中，可以计算出被测线路11的电压。

请参见图3，在一个实施例中，电压检测装置10还包括电流检测模组300。电流检测模组300与测量模组200连接，用于检测每个频率的参考电压信号对应的电气回路中的电流，并将每个频率的参考电压信号对应的电气回路中的电流发送至测量模组200。具体的，电流检测模组300串联在电气回路中，检测流过电气回路的电流。电流检测模组300与测量模组200通信连接，将检测到的电流发送给测量模组200。电流检测模组300与测量模组200之间的通信连接可以是有线连接，也可以是无线连接。电流检测模组300可以是电流表，也可以是电流传感器。本实施例对电流检测模组300的种类和结构，以及电流检测模组300与测量模组200的连接方式不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

在本实施例中，测量模组200直接通过电流检测模组300就可以获取电气回路中的电流，非常方便。

请参见图4，在一个实施例中，测量模组200包括参考电压源210和控制单元220。控制单元220用于控制参考电压源210产生至少4个不同频率的参考电压信号，并将至少4个不同频率的参考电压信号分别输入电气回路。在使用电压检测装置10对被测线路11的电压进行测量时，控制单元220向参考电压源210发送控制信号，控制参考电压源210工作。参考电压源210在接收到控制单元220的控制信号后，会产生参考电压信号，并且将该参考电压信号输入电气回路中。在一个可选的实施例中，参考电压源210为信号发生器，参考电压源210是一种能够提高各种频率、波形的电压信号的设备。本实施例对参考电压源210和控制单元220的种类和结构等不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

在一个具体的实施例中，控制单元220发送的控制信号可以是控制参考电压源210在预设周期内随机产生至少4个不同频率的参考电压信号。控制单元220发送的控制信号也可以是控制参考电压源210产生一个参考电压信号，需要参考电压源210产生几个参考电压信号，就发送几个控制信号。即控制单元220发送的一个控制信号只能控制参考电压源210产生一个参考电压信号。

请继续参见图4，在一个实施例中，电压检测装置10包括电容400。电容400与探头模组100连接，用于对电气回路进行限流。电容230连接在第一探头110和第二探头120之间。电容400的使用可以避免电气回路中的电流过大时，将第一探头110与被测线路11的相线之间形成的耦合电容或第二探头120与被测线路11的零线或地线之间形成的耦合电容击穿，即对被测线路11的绝缘层造成损坏，从而能够提高电压检测装置10的实用性和可靠性。电容400、耦合电容C1和耦合电容C2都可以等效为图3中所示的等效电容C。

请参见图5，本申请一个实施例提供一种电压检测方法，应用于如上述实施例提供的电压检测装置10。本实施例以测量模组200为执行主体对电压检测方法进行说明，该方法的步骤包括：

步骤600、确定至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，电气回路包括耦合电容，耦合电容为金属电极与被测线路之间形成的电容，至少4个不同频率的参考电压信号为测量模组分别向电气回路输入的信号。

测量模组200在电气回路中分别输入至少4个不同频率的参考电压信号后，可以得到每个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流，从而可以得到至少4个电气回路中的电流。对电气回路、耦合电容、金属电极和被测线路11等的描述可以参考上述实施例中的具体描述，在此不再赘述。

步骤610、根据至少4个不同频率，以及至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量。

根据上述实施例中的描述，在电压检测装置10工作时，电气回路可以包括等效电感、等效电阻和等效电容。测量模组200根据至少4个参考电压信号的频率，以及每个频率的参考电压信号作用下的电气回路中的电流，可以计算出电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电容量。本实施例对具体的计算方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

步骤620、根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电容量，确定被测线路的电压。

测量模组200在得到等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量后，根据工频以及工频的参考电压信号作用下的电气回路的电流，可以得到被测线路11的电压。本实施例对具体的计算方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

本申请实施例提供的电压检测方法应用于电压检测装置10，则该方法具有电压检测装置10的所有有益效果，在此不再赘述。

请参见图6，在一个实施例中，根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定被测线路的电压的步骤包括：

步骤700、根据工频、电感量、电容量和电阻量，确定电气回路的阻抗。

电气回路的阻抗可以表示为：

其中，f_s为工频，L为电感量，C为电容量，R为电阻量。测量模组200将得到的工频、电感量、电容量和电阻量代入公式，可以计算得到电气回路的阻抗。

步骤710、根据频率为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流和阻抗的乘积，确定被测线路的电压。

被测线路11的电压可以表示为：

其中，I_s为工频的参考电压信号作用下的电气回路中的电流。则测量模组200将电流I_s和阻抗代入公式，可以计算得到被测线路11的电压。

请参见图7，在一个实施例中，根据至少4个不同频率，以及至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，确定电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量，包括：

步骤800、根据至少4个不同频率、至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量，确定超定方程组。

步骤810、基于最小二乘法求解超定方程组，确定电感量、电容量和电阻量。

测量模组200根据至少4个不同频率、至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流、电感量、电容量和电阻量确定超定方程组的具体过程，以及基于最小二乘法求解超定方程组的具体过程，可以参考上述实施例中的具体描述，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电压检测装置，其特征在于，包括探头模组和测量模组，所述探头模组活动性套设于被测线路的外绝缘表层，所述探头模组与所述被测线路相对的表面上设置有金属电极；

所述测量模组，用于向电气回路分别输入至少4个不同频率的参考电压信号，并获取每个频率的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流；所述电气回路包括耦合电容，所述耦合电容为所述金属电极与所述被测线路之间形成的电容；

所述测量模组，还用于根据所述至少4个不同频率，以及所述每个频率的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流，确定所述电气回路中的等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；

所述测量模组，还用于根据频率为工频的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定所述被测线路的电压。

2.根据权利要求1所述的电压检测装置，其特征在于，所述测量模组，具体还用于根据所述工频、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定所述电气回路的阻抗；并计算所述频率为工频的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流和所述阻抗的乘积，得到所述被测线路的电压。

3.根据权利要求1所述的电压检测装置，其特征在于，所述测量模组，具体还用于根据所述至少4个不同频率、所述每个频率的参考电压信号作用下电气回路中的电流、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定超定方程组；并基于最小二乘法求解所述超定方程组，得到所述电感量、所述电容量和所述电阻量。

4.根据权利要求1所述的电压检测装置，其特征在于，所述探头模组包括：第一探头和第二探头，所述第一探头的第一端活动性套设于被测线路的相线的外绝缘表层，所述第一探头的第二端与所述测量模组连接；所述第二探头的第一端活动性套设于所述被测线路的地线或零线的外绝缘表层，所述第二探头的第二端与所述测量模组连接；

所述第一探头的第一端用于与所述被测线路的相线之间形成耦合电容；

所述第二探头的第二端用于与所述被测线路的地线或零线之间形成耦合电容。

5.根据权利要求1所述的电压检测装置，其特征在于，还包括：

电流检测模组，与所述测量模组连接，用于检测所述每个频率的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流，并将所述每个频率的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流发送至所述测量模组。

6.根据权利要求1所述的电压检测装置，其特征在于，所述测量模组包括：参考电压源和控制单元，

所述控制单元，用于控制所述参考电压源产生所述至少4个不同频率的参考电压信号，并将所述至少4个不同频率的参考电压信号分别输入所述电气回路。

7.根据权利要求1所述的电压检测装置，其特征在于，所述测量模组包括：

电容，与所述探头模组连接，用于对所述电气回路进行限流。

8.一种电压检测方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的电压检测装置，其特征在于，包括：

确定至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流，所述电气回路包括耦合电容，所述耦合电容为金属电极与被测线路之间形成的电容，所述至少4个不同频率的参考电压信号为测量模组分别向所述电气回路输入的信号；

根据所述至少4个不同频率，以及所述至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的所述电气回路中的电流，确定所述电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量；

根据频率为工频的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定所述被测线路的电压。

9.根据权利要求8所述的电压检测方法，其特征在于，所述根据频率为工频的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定所述被测线路的电压，包括：

根据所述工频、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定所述电气回路的阻抗；

根据所述频率为工频的的参考电压信号作用下的所述电气回路中的电流和所述阻抗的乘积，确定所述被测线路的电压。

10.根据权利要求8所述的电压检测方法，其特征在于，所述根据所述至少4个不同频率，以及所述至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的所述电气回路中的电流，确定所述电气回路中等效电感的电感量、等效电容的电容量和等效电阻的电阻量，包括：

根据所述至少4个不同频率、所述至少4个不同频率的参考电压信号分别作用下的电气回路中的电流、所述电感量、所述电容量和所述电阻量，确定超定方程组；

基于最小二乘法求解所述超定方程组，确定所述电感量、所述电容量和所述电阻量。

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