CN1140839A - 高电压测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明是涉及测量6000V及以上高电压的一种装置。它由能将高电压通过电场转变成低电压的传感器，将交变信号转换为直流信号且可调整比值的信号处理电路，模拟信号转换为数字信号电路及相应的显示器连接构成。它全部采用电子元器件构成，结构简单、容易制造、体积小、重量轻；节省大量的有色金属及其它金属材料；造价低。失真度低，精度较高，可有效排除干扰，使整个系统的测量精度优于0.5级的电工测量仪表。使用方便，无需特别维护，易于与计算机接口实现自动控制。适用范围宽，线路电压从零至额定值范围内，测试仪均能正常工作。
Description
本发明是涉及测量6000V及以上高电压的一种装置。
目前电力系统，为测量6000V以上高电压，所用的方法是利用变压器将高电压转换成低电压、再用配套仪器进行测量，如以JDJ6型电压互感器构成的测量系统，其最高准确级为0.5，比值差±0.5％，最低准确级3.0，误差较大；所用的装置构造复杂，体积大而笨重；更重要的是需要耗费大量的有色金属及其它金属材料；而且要求线路电压在额定值的90-110％范围内使用。
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种失真度低、精度较高，可广泛应用于电力系统高电压测量，而且体积小的高电压测试仪产品。
可采取以下的技术方案实现目的。由能将高电压通过电场转变成低电压的传感器，将交变信号转换为直流信号且可调整比值的信号处理电路，模拟信号转换为数字信号(A/D)电路及相应的显示器连接构成电子检测装置。
结合附图、实施方式对本技术方案的内容作进一步详述。
图1是高电压测试仪的构成框图；
图2是高电压测试仪的一种电原理图；
图3、4是高电压测试仪传感器的一种结构示意图；
图5是高电压测试仪传感器高电压形成的电场示意图。
高电压测试仪中各部分的具体结构、构成可酌情选定；只要传感器(ZGQ)能将高电压通过电场转变成低电压，信号处理电路能将交变信号转换为直流信号且可调整比值，进行A/D转换，并显示相应的结果，则可满足性能要求。传感器是整个测量系统的关键部分，由于它采用电压→电场→电压的变换方式，外界电场对传感器将产生很大的干扰，会使测量误差增大，甚至使测量结果毫无意义。至于其它部分可采用现有的信号处理，A/D转换电路和显示装置实现。
附图所示例中，传感器(ZGQ)是由输入端I极与接地端G极形成电场，输出端O极拾取电位，在G极相应位置同轴设有屏蔽层P，并以绝缘材料定位、封装成的圆柱状结构，如附图3、4所示。
传感器在高电压V1形成的电场中：见附图5
Va为V1的瞬时值，Vb为0
Va对Vb形成电场E
取X轴垂直于两极且以a点为原点。因此在任意一点X
Va－Vx＝∫oEdx＝EX
在电场E中的电位Vx随X线性减小，取X为一合适的定值L，则：
V1＝Va－EL
由此看出V1随Va线性变化。
上述分析中，对于交变电压，a点为V1，L点为V2
V2＝V1－EL
即传感器输出电压V2与输入电压V1线性变化。
该电压传感器，不仅结构十分简单，而且既可用于低频范围内，如50Hz的高电压变换，也可用于高频范围内，如16KHz的高电压变换，性能都非常稳定可靠。
信号处理电路中，由高输入阻抗电压跟随器IC1、IC2，减法器IC3，负反馈控制器JC4，二极管D1-D4及外围阻容件高精度电阻R等连接构成比值调整电路，其作用是使｜V3｜/｜V1｜＝K以满足A/D变换电路的要求；集成电路IC1-IC4均采用高精度运算放大器OP07；输入端保护二极管D1-D4用以防止高脉冲电压对电路的损坏。由高精度运往放大器IC5，二极管D5、D6及外围阻容件连接构成AC-DC电路，将交变信号转换为直流信号，即进行整流；高精度运算放大器JC5采用集成电路CA3140。
A/D转换电路IC6采用7135单片电路构成，具有精度高、抗干扰性能强等特点，并有BCD码输出。
配合A/D电路，被测电压采用4-1/2位LED数码显示器。也可配用其它型号的数字显示器，如3-1/2位、5-1/2位等，可视具体精度要求而定。
本技术方案相对现有技术具有如下优点：
1、全部采用电子元器件构成，结构简单、容易制造，体积小、重量轻；节省大量的有色金属及其它金属材料；造价低。
2、失真度低，精度较高，可有效排除干扰，使整个系统的测量精度优于0.5级的电工测量仪表。
3、使用方便，无需特别维护，易于与计算机接口，实现自动控制。
4、适用范围宽，线路电压从0-额定值范围内，高电压测试仪均能正常工作。
Claims (3)
1、一种高电压测试仪，其特征在于：它是由能将高电压通过电场转变成低电压的传感器，将交变信号转换为直流信号且可调整比值的信号处理电路，A/D转换电路及相应的显示器连接构成的装置。
2、如权利要求1所述的高电压测试仪，其特征在于：它的传感器(ZGQ)是由输入端I极与接地端G极形成电场，输出端O极拾取电位，在G极相应位置同轴设有屏蔽层P，并以绝对材料定位、封装成的圆柱状结构。
3、如权利要求1所述的高电压测试仪，其特征在于：信号处理电路中，主要由高输入阻抗电压跟随器IC1、IC2，减法器IC3，负反馈控制器IC4，及二极管D1-D4连接构成比值调整电路；由高精度运算放大器IC5及二极管D5、D6连接构成AC-DC电路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 95108219 CN1140839A (zh) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 高电压测试仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 95108219 CN1140839A (zh) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 高电压测试仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1140839A true CN1140839A (zh) | 1997-01-22 |
Family
ID=5076687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 95108219 Pending CN1140839A (zh) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 高电压测试仪 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1140839A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101833029A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-09-15 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风电变流器母线电压检测方法及电路 |
| CN103852629A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 一种母线屏蔽层电位监测系统 |
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1995
- 1995-07-20 CN CN 95108219 patent/CN1140839A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101833029A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-09-15 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风电变流器母线电压检测方法及电路 |
| CN101833029B (zh) * | 2010-05-27 | 2012-07-04 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风电变流器母线电压检测方法及电路 |
| CN103852629A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 一种母线屏蔽层电位监测系统 |
| CN103852629B (zh) * | 2012-11-29 | 2016-04-27 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 一种母线屏蔽层电位监测系统 |
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