一种交直流电压传感器及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种交直流电压传感器及检测方法。具体地说为一种可测量高低压交 直流的电压传感器及检测方法。
【背景技术】
[0002] 在供用电系统中，无论是高压交流系统还是高压直流系统，都需要通过测量电压， 来实现供用电系统的测量、控制、调节、计量等功能；在测控领域，同样需要测量交流或直流 电压，以实现计量及控制的目的；目前的电压传感器主要有以下几种：传统的铁磁式电压 互感器、电阻分压互感器、电容分压互感器、光纤互感器，其中铁磁式互感器由于具有铁芯 线圈，导致体积较大，且用铜资源较多；对于光纤电压互感器，由于温度变化对其内部晶体 的影响，导致光纤电压互感器的输出将随环境温度而变，因此温度会影响测量精度；除光 纤电压互感器外，目前的电压互感器测量全部需要直接接触高压端和低压端进行测量，易 造成绝缘受损，体积较大，无法满足空间受限的场合；另外，除光纤电压互感器和电阻分压 互感器具备测量交流和直流电压外，铁磁式电压互感器和电容分压式互感器只适合测量交 流，不能测量直流电压。
[0003]
【发明内容】
[0004] 为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的电压传感器结构复杂、计算复杂、影 响测量精度，从而提出一种结构简单，生产方便，稳定可靠的可以直接测量高低压的交直流 电压传感器。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0006] 一种交直流电压传感器，包括：
[0007] -个或多个感应装置，所述感应装置为金属板和绝缘板交替重叠设置的多层结 构，且所述感应装置包括至少两个金属板以及所述两个金属板之间的绝缘板，所述感应装 置与待测部件不接触且沿该待测部件的延伸方向设置；
[0008] 信号调理装置，与所述感应装置的两个金属板分别连接，对该金属板获取的电压 信号进行调理；
[0009] 中央处理器，与所述信号调理装置连接，对所述信号调理装置输出的信号进行采 集和数据处理，并转换成待测部件的电压值。
[0010] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述感应装置为平面，与待测元件平行设置。
[0011] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述感应装置为曲面，围绕所述待测元件设 置。
[0012] 优选地，所述的交直流电压传感器，当待测元件弯折时，所述感应装置与所述待测 元件的弯折方向一致。
[0013] 优选地，所述的交直流电压传感器，
[0014] 所述感应装置为矩形平面状；
[0015] 或所述感应装置为半圆形曲面；
[0016] 或所述感应装置为"Π "形槽面；
[0017] 或所述感应装置为" Γ"形弯折面。
[0018] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述金属板和绝缘板的表面积为5-1000平方 厘米。
[0019] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述外侧金属板的表面积大于内侧金属板的 表面积。
[0020] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述金属板的厚度为0. 1-10毫米。
[0021] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述绝缘板的厚度为0.1-100毫米。
[0022] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述感应装置距所述待测部件的距离为 0. 1-1000 毫米。
[0023] 所述的交直流电压传感器，优选地，所述外侧金属板还连接延伸到内侧金属板所 在平面的金属条，该金属条与内侧金属板平行且位于同一平面，所述金属条与所述内侧金 属板之间的距离为所述绝缘体厚度的整数倍。
[0024] 所述的交直流电压传感器，所述金属板为铜、铝、不锈钢或合金材料或合成碳材 料，所述绝缘板为塑料、纤维、橡胶、陶瓷、纸、玻璃，或具有绝缘特征的材料。
[0025] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述信号调理装置包括：
[0026] 射极跟随器，与所述感应装置的金属板连接，对所述感应装置感应的电压信号降 低阻抗后输出，增加信号的驱动能力；
[0027] 仪表放大器，与所述射极跟随器连接，将所述射极跟随器输出的信号进行放大后 输出。
[0028] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述信号调理装置包括：
[0029] 差动放大器，与所述感应装置的两个金属板分别连接，对感应装置感应的电压信 号放大后输出；
[0030] 积分滤波放大器，与所述差分放大器连接，将所述差动放大器输出的电压信号进 行滤波除噪处理后输出。
[0031] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述信号调理装置还包括数字电位器，与所述 中央处理器和所述仪表放大器连接，用于根据所述中央处理器设定的参数调节所述仪表放 大器的放大倍数。
[0032] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述交直流电压传感器还包括光纤通讯模块 或无线通讯模块。
[0033] 优选地，所述的交直流电压传感器，所述交直流电压传感器还包括电源模块。
[0034] 一种交直流电压传感器的检测方法，包括如下步骤：
[0035] 将该交直流电压传感器安装在距离待测部件的合适位置；
[0036] 所述感应装置的金属板在所述待测部件产生的电场内被感应带电，所述两金属板 间的电位差信号实时传输给所述信号调理装置，所述信号调理装置将该信号处理后传输给 所述中央处理器，所述中央处理器对所述信号调理装置输出的信号进行采样和数据处理， 并转换成待测部件的电压值。
[0037] 优选地，所述的交直流电压传感器的检测方法，将该交直流电压传感器安装在距 离待测部件的合适位置时，利用模具将感应装置固定在导体周围。
[0038] 优选地，所述的交直流电压传感器的检测方法，还包括根据电压等级及所述感应 装置距所述待测部件的距离，通过数字电位器设置仪表放大器的放大倍数。
[0039] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0040] (1)本发明提供一种交直流电压传感器，包括感应装置，感应装置为金属板和绝缘 板交替重叠设置的多层结构，且所述感应装置包括至少两个金属板以及所述两个金属板之 间的绝缘板，所述感应装置与待测部件不接触且沿该待测部件的延伸方向设置；信号调理 装置，与所述感应装置的两个金属板分别连接，对该金属板获取的电压信号进行调理；中央 处理器，与所述信号调理装置连接，对所述信号调理装置输出的信号进行处理和运算，并转 换成待测部件的电压值。本技术方案中感应装置可直接安装在待测部件周围一定距离处， 可带电操作，安装方便，所述待测部件的周围产生电场，感应装置的电荷在该电场的作用下 运动，使所述两金属板带电，通过检测两金属板的电位差，经过信号调理和采样及数据处理 后获取待测部件的电压值，处理方式简单，所述感应装置由位于两侧的两个金属板以及所 述两个金属板之间的绝缘板构成，很好的利用了