JP2020008565A - 非接触電圧測定装置のためのマルチセンサ構成 - Google Patents
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Abstract
Description
[発明が解決しようとする課題]
Claims (20)
- 絶縁導体内の交流(AC)を測定するための装置であって、前記装置が、
ハウジングと、
前記ハウジングに物理的に結合されたセンササブシステムであって、前記センササブシステムが、前記導体にガルバニック接触することなく、前記絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能であり、前記センササブシステムが、前記絶縁導体と容量結合し、前記センササブシステムが、第1のセンサ部分と、第1のセンサ部分から独立した第2のセンサ部分と、を備える、センササブシステムと、
前記センササブシステムを少なくとも部分的に取り囲み、前記センササブシステムからガルバニック絶縁される、導電内部接地ガードであって、前記内部接地ガードが、迷走電流から前記センササブシステムを遮蔽するようにサイズ決定及び寸法決定される、導電内部接地ガードと、
前記ハウジングの少なくとも一部分を取り囲み、前記内部接地ガードからガルバニック絶縁される、導電基準遮蔽体であって、前記導電基準遮蔽体が、前記内部接地ガードと外部接地との間の電流を低減させるようにサイズ決定及び寸法決定される、導電基準遮蔽体と、
動作中に、参照周波数を有する交流(AC)基準電圧を生成する、コモンモード基準電圧源であって、コモンモード基準電圧源が、内部接地ガードと導電基準遮蔽体との間で電気的に結合される、コモンモード基準電圧源と、
前記センササブシステムの前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分に選択的に交互に結合可能な、入力電圧信号調整回路であって、前記入力電圧信号調整回路が、動作中に、試験中の前記絶縁導体の前記入力電圧により前記センササブシステムを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、入力電圧信号調整回路と、
前記センササブシステムの前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分に選択的に交互に結合可能な、基準信号調整回路であって、前記基準信号調整回路が、動作中に、試験中の前記絶縁導体で検出される前記AC基準電圧により前記センササブシステムを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、基準信号調整回路と、
前記入力電圧信号調整回路及び前記基準信号調整回路に通信的に結合された制御回路であって、動作中に、前記制御回路が、
前記入力電圧信号調整回路及び前記基準信号調整回路の各々からセンサ電流信号を受信し、
前記受信したセンサ電流信号、前記AC基準電圧、及び前記基準周波数に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定する、制御回路と、を備える、装置。 - 前記第1のセンサ部分が、共に電気的に結合された第1の複数の離間された導電センサを備え、前記第2のセンサ部分が、共に電気的に結合された第2の複数の離間された導電センサを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のセンサ部分の前記第1の複数の導電センサが、前記第2のセンサ部分の前記第2の複数の導電センサとインターリーブされる、請求項2に記載の装置。
- 前記入力電圧信号調整回路は、第1のスイッチを介して、前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分に選択的に交互に結合可能であり、前記基準信号調整回路は、第2のスイッチを介して、前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分に選択的に交互に結合可能である、請求項1に記載の装置。
- 前記制御回路が、動作中に、前記第1及び第2のスイッチの状態を同期的に制御して、交互に、
前記第1のセンサ部分を前記基準信号調整回路に電気的に結合し、及び前記第2のセンサ部分を前記入力電圧信号調整回路に電気的に結合し、並びに
前記第2のセンサ部分を前記基準信号調整回路に電気的に結合し、及び前記第1のセンサ部分を前記入力電圧信号調整回路に電気的に結合する、請求項4に記載の装置。 - 前記制御回路が、動作中に、50パーセントのデューティサイクルで、前記第1及び第2のスイッチの状態を同期的に制御する、請求項5に記載の装置。
- 前記制御回路が、動作中に、
前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分のうちどちらが最大センサ電流信号を生成するかを判定し、
前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分のうちどちらが前記最大センサ電流信号を生成するかの前記判定に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定する、請求項1に記載の装置。 - 前記制御回路が、動作中に、
前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分のうちどちらが最大センサ電流信号を生成するかを判定し、
最小センサ電流信号を生成する前記第1及び第2のセンサ部分のうちの前記一方から得られた前記センサ電流信号を無視し、
前記最大センサ電流信号を生成する前記第1及び第2のセンサ部分のうちの前記一方から得られた前記センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定する、請求項7に記載の装置。 - 前記制御回路が、動作中に、
前記入力電圧信号調整回路及び前記基準信号調整回路から受信した、前記受信したセンサ電流信号の加重組み合わせを決定し、
前記受信したセンサ電流信号の前記加重組み合わせに少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定する、請求項1に記載の装置。 - 前記受信したセンサ電流信号の前記加重組み合わせが、線形加重組み合わせ又は指数加重組み合わせのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記入力電圧信号調整回路及び前記基準信号調整回路の各々が、増幅器、フィルタ、又はアナログ−デジタル変換器のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記入力電圧信号調整回路が、入力電圧信号を調整又は処理するように最適化され、前記基準信号調整回路が、AC基準電圧信号を調整又は処理するように最適化される、請求項1に記載の装置。
- 前記センササブシステム及び前記導電内部接地ガードが、それぞれ、非平面形状である、請求項1に記載の装置。
- 前記制御回路が、前記コモンモード基準電圧源が無効になったときに第1の測定値を取得し、前記コモンモード基準電圧源が有効になったときに第2の測定値を取得し、前記第1及び第2の測定値、前記AC基準電圧、並びに前記基準周波数に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定する、請求項1に記載の装置。
- 絶縁導体の交流(AC)電圧を測定するために装置を動作させる方法であって、前記装置が、ハウジングと、前記ハウジングに物理的に結合されたセンササブシステムであって、前記センササブシステムが、前記導体にガルバニック接触することなく、前記絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能であり、前記センササブシステムが、前記絶縁導体と容量結合し、前記センササブシステムが、第1のセンサ部分と、第1のセンサ部分から独立した第2のセンサ部分と、を備える、センササブシステムと、前記センササブシステムを少なくとも部分的に取り囲み、前記センササブシステムからガルバニック絶縁される、導電内部接地ガードであって、前記内部接地ガードが、迷走電流から前記センササブシステムを遮蔽するようにサイズ決定及び寸法決定される、導電内部接地ガードと、前記ハウジングの少なくとも一部分を取り囲み、前記内部接地ガードからガルバニック絶縁される、導電基準遮蔽体であって、前記導電基準遮蔽体が、前記内部接地ガードと外部接地との間の電流を低減させるようにサイズ決定及び寸法決定される、導電基準遮蔽体と、を備え、前記方法が、
コモンモード基準電圧源に、基準周波数を有する交流(AC)基準電圧を生成させることであって、前記コモンモード基準電圧源が、前記内部接地ガードと前記導電基準遮蔽体との間に電気的に結合される、生成させることと、
前記センササブシステムの前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分に交互に電気的に結合可能な入力電圧信号調整回路を介して、試験中の前記絶縁導体で検出される前記入力電圧により前記センササブシステムを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成することと、
前記センササブシステムの前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分に交互に電気的に結合可能な基準電流信号調整回路を介して、試験中の前記絶縁導体で検出される前記AC基準電圧により前記センササブシステムを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成することと、
前記制御回路によって、前記入力電圧信号調整回路及び前記基準信号調整回路の各々から前記センサ電流信号を受信することと、
前記制御回路によって、前記受信したセンサ電流信号、前記AC基準電圧、及び前記基準周波数に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定することと、を含む、方法。 - 絶縁導体内の交流(AC)を測定するための装置であって、前記装置が、
第1の複数の導電センサを備える第1のセンサ部分と、
前記第1のセンサ部分から独立した第2のセンサ部分であって、前記第2のセンサ部分が、第2の複数の導電センサを含む、第2のセンサ部分と、
動作中に、試験中の前記絶縁導体の前記入力電圧により前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分のうちの少なくとも1つを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、入力電圧信号調整回路と、
動作中に、前記装置によって生成され、試験中の前記絶縁導体で検出されるAC基準電圧により前記センササブシステムを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、基準信号調整回路と、
前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分の各々を前記入力電圧信号調整回路に代替的に結合するように動作する、第1の制御可能なスイッチと、
前記第1のセンサ部分及び前記第2のセンサ部分の各々を前記基準信号調整回路に代替的に結合するように動作する、第2の制御可能なスイッチと、を備える、装置。 - 前記入力電圧信号調整回路と、前記基準信号調整回路と、前記第1の制御可能なスイッチと、前記第2の制御可能なスイッチに通信的に結合された制御回路と、を更に備え、動作中に、前記制御回路が、
前記第1の制御可能なスイッチを制御して、交互に、前記第1のセンサ部分を前記入力電圧信号調整回路に結合し、及び前記第2のセンサ部分を前記入力電圧信号調整回路に結合し、
前記第2の制御可能なスイッチを制御して、交互に、前記第1のセンサ部分を前記基準信号調整回路に結合し、及び前記第2のセンサ部分を前記基準信号調整回路に結合し、
前記入力電圧信号調整回路及び前記基準信号調整回路の各々からセンサ電流信号を受信し、
前記受信したセンサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記AC電圧を決定する、請求項16に記載の装置。 - 前記制御回路が、動作中に、50パーセントのデューティサイクルで、前記第1及び第2の制御可能なスイッチの状態を同期的に制御する、請求項17に記載の装置。
- 前記第1のセンサ部分が、共に電気的に結合された第1の複数の離間された導電センサを備え、前記第2のセンサ部分が、共に電気的に結合された第2の複数の離間された導電センサを備える、請求項16に記載の装置。
- 前記第1のセンサ部分の前記第1の複数の導電センサが、前記第2のセンサ部分の前記第2の複数の導電センサとインターリーブされる、請求項19に記載の装置。
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