專利名稱:無接觸式電壓相位信號的獲取方法及其應用的制作方法
本發明是關于電工測量儀表中無接觸式電壓相位信號的獲取方法，是一種具有一定的抗干擾能力并且又簡單易行的方法。
在發電、供電部門和各工礦企業的變電、配電及生產車間的現場維護檢驗工作中常常需要測定若干電氣量之間的相位關系。而目前世界上在測量工作中電壓相位信號的獲取均使用導線引入。給測量工作帶來了許多不便。1986年4月在北京舉行的第二屆多國儀器儀表學術會議和展覽會上法國的秀文阿諾公司展出的鉗型功率因素計和“電測與儀表”雜志86年1期中《鉗型感應式集成數字相位伏安表》一文所介紹的產品都存在電壓相位信號需用導線引入儀表的缺點。CNGK 85107511專利文獻所公開的技術提出了一種簡單易行的電壓相位信號獲取方法。但是，由于在現場測量中往往會存在許多雜散電場的干擾因而使得這一方法所獲取的電壓相位信號會產生一定的誤差。
本發明的目的是針對上述獲取電壓相位信號方法的缺陷利用屏蔽方法和必要時加接臨時地線的方法來實現具有一定抗干擾能力的無接觸式獲取電壓相位信號的目的。
在現行的三相制供電系統中，任一相線與地之間存在著一個與該相線電壓變化規律相同的電場，同時還存在著與另外二條相線電壓變化規律相關的電場和其它的一些雜散電場。因此處在該電場中的接地的非絕緣體中都會產生一種同時受上述各種電場影響的感應電流。如果使這一非絕緣物體比較靠近三條相線中的其中一條相線，同時，適當地加以屏蔽措施，則可以使這一非絕緣體至地的回路中產生的感應電流的相位只與所靠近的相線的電壓相位相關。利用這一原理就可以實現具有一定抗干擾能力的無接觸式獲取電壓相位信號的目的。具體原理見附圖。圖中(1)為被測相線;(2)為一種導電材料制成的電壓相位信號感應端，它可以是任意形狀的非絕緣物體;(3)、(4)分別是電壓相位信號處理電路(7)的等效輸入電阻和電容;(5)、(6)分別是使用測量裝置人員作測量工作時的等效接地電阻和電容(8)為電壓相位信號感應端周圍的屏蔽層;(9)、(10)是被測相線以外的二條相線;(11)是臨時接地導線。屏蔽層(8)使得電壓相位信號感應端(2)不再受另外二條相線和其它雜散電場的干擾。被測相線(1)與電壓相位信號感應端(2)形成一個電容，它使得電阻(3)、(5)和電容(4)、(6)至地的回路內產生一個微弱的電流，適當地選擇電壓相位信號感應端(2)的大小和外形，以及與被測相線(1)之間的距離使被測相線(1)與電壓相位信號感應端(2)組成電容的容抗遠大于電阻(3)、(5)和電容(4)、(6)的綜合阻抗值，則這一微弱電流的相位會比被測相線(1)的電壓相位約超前90°。將這一微弱電流的相位信號作為初步電壓相位信號送到電壓相位信號處理電路(7)，處理之后即可得到與被測相線(1)的電壓相位相關的電壓相位信號，在某種情況下電壓相位信號感應端(1)與電壓相位信號處理電路相距較遠，則它們之間的連接導線應具有防干擾的屏蔽層。某些測量現場會使得等效電阻(5)等效電容(6)所形成的綜合阻抗值偏大，它會使得處于雜散電場中的工作人員本身感應上與測量工作無關的干擾電位，它將會對上述微弱電流的相位信號產生干擾。在這種情況下借助臨時接地線(11)把等效電阻(5)等效電容(6)對地短路，就可以消除這種干擾。
本發明使人們能夠在有一定干擾電場的環境中以簡單的方法無接觸地實現電力系統中與電壓相位有關的各種測量。利用本發明的無接觸式電壓相位信號獲取方法可以制成無接觸式功率因數(角度)表，無接觸式電壓相位表(或相序表)或無接觸式能流方向指示器和與電壓相位有關的其它測量儀表及包括上述功能的多用表。
權利要求
1.電工測量儀表中用于測量相位的無接觸式電壓相位信號獲取方法。本發明的特征是通過在被測相線(1)附近的電壓相位信號感應端(2)獲得初步的電壓相位信號，在電壓相位信號感應端(2)周圍的屏蔽層(8)使得電壓相位信號感應端(2)不再受另外二條相線和其它雜散電場的干擾。初步的電壓相位信號送到電壓相位信號處理電路(7)處理后得到與被測相線(1)的電壓相位相關的電壓相位信號。
2.根據權利要求
1的無接觸式電壓相位信號獲取方法，其特征在于可以借助臨時接地線(1)把等效電阻(5)等效電容(6)對地短路。以進一步消除干擾。
3.使用無接觸式電壓相位信號獲取方法的儀表。其特征在于電壓相位信號采用本發明所提供的無接觸方式獲得。應用于功率因數(角度)表，電壓相位表、電壓相序表、能流方向指示器和與電壓相位有關的其它測量儀表，及包括上述功能的多用表。
專利摘要
在電工測量儀表中，有關電壓的相位信號的獲取采用導線引入給測量工作帶來許多不便，面對現狀本發明利用被測相線周圍的電場以感應方法獲得被測相線的初步的電壓相位信號的同時，在電壓信號感應端的周圍加屏蔽層以減小獲得電壓相位信號的誤差。在某些測量現場可以借助臨時接地線以進一步消除干擾減小誤差。
文檔編號G01R25/00GK87100002SQ87100002
公開日1988年7月20日 申請日期1987年1月3日
發明者常世昌 申請人:常世昌導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan