CN103245821B - 宽频电压信号采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽频电压信号采集装置。它的电阻分压部件由串联连接的无感高压电阻器（10）和无感低压电阻器（6）组成，无感高压电阻器（10）上置有一只以上的作为电容量调节部件的导电盘（4）；所述的无感高压电阻器（10）的阻值为10～100MΩ，无感低压电阻器（6）的阻值为10～100KΩ，所述的无感高压电阻器（10）的另一端电连接有盘状高压接线端子（1），导电盘（4）为1只，其盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm，导电盘（4）与盘状高压接线端子（1）的间距为2～10cm，所述的导电盘（4）为2～10只，其盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm，盘间距为2～10cm。它能将0～100MHz的电压信号不失真地输出，可广泛地应用于电力***来采集各种电压信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号采集装置，尤其是一种宽频电压信号采集装置。
背景技术
在电力***中，为了实时地了解电力电网中电压的变化情况，人们常使用电压互感器，如目前于电力***中较为普遍使用的电磁式电压互感器。这种电磁式电压互感器虽有着结构简单、工作稳定可靠、对工频电压反应灵敏的优点，却无法对***中出现的一些变化特别快的高频电压信号，如雷击过电压的波形及时地做出响应，致使人们不能快速、有效和准确地对***中出现的高频电压信号进行采集。然而，在电力***中，由于自然界的大气过电压和人为的操作过电压的客观存在，高频电压产生的概率很高，其对设备的损害也很大，需对其及时地进行采集并采取相应的防范措施。为解决这一问题，人们试图使用电阻分压器来实现对高频电压信号的采集。但是，由于电阻分压器在高频波段的分压变比与工频波段的分压变比存在着较大的差异，致使采集到的信号失真，不能真实客观地反映出电力电网中电压波形的实际变化，使采集工作形同虚设。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理、适用频率宽的宽频电压信号采集装置。
为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：宽频电压信号采集装置主要由电阻分压部件组成，特别是，
所述宽频电压信号采集装置还包括电容量调节部件；
所述电阻分压部件由串联连接的无感高压电阻器和无感低压电阻器组成；
所述电容量调节部件为一只以上的导电盘，所述导电盘置于所述无感高压电阻器上。
作为宽频电压信号采集装置的进一步改进，所述的无感高压电阻器的阻值为10～100MΩ，无感低压电阻器的阻值为10～100KΩ；所述的无感高压电阻器的另一端电连接有盘状高压接线端子，导电盘为1只，其盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm，导电盘与盘状高压接线端子的间距为2～10cm；所述的导电盘为2～10只，其盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm，盘间距为2～10cm；所述的导电盘置于构成无感高压电阻器的2～11只电阻之间，或套装于无感高压电阻器上并经螺栓定位；所述的无感高压电阻器与无感低压电阻器之间置有圆盘状信号接线端子；所述的无感低压电阻器的另一端依次电连接有U形盘和接地端子；所述的盘状高压接线端子、无感高压电阻器、螺栓、导电盘、圆盘状信号接线端子、无感低压电阻器、U形盘和接地端子外包覆有带引线孔的绝缘体。
相对于现有技术的有益效果是，采用在现有的电阻分压部件的基础上，再于其上增设电容量调节部件，并使电阻分压部件由串联连接的无感高压电阻器和无感低压电阻器组成，同时将电容量调节部件设置为一只以上的导电盘，且将导电盘置于无感高压电阻器上的技术方案，既消除了电阻分压部件感抗的存在，杜绝了高频电压信号途径电阻分压部件时感抗对其的干扰；又通过改变电阻分压部件中无感高压电阻器的容抗来调整其在高频下的电阻分压变比，使其与工频时的电阻分压变比相一致，获得了高频信号下与工频信号下的分压变比的相同或基本一致的结果，极大地提高了采集的精确度。经大量的实际测量，这种结构合理的电压信号采集装置可将0～100MHz的电压信号不失真地输出，从而使其可广泛地应用于电力***来对各种电压信号进行快速、有效和精确地的采集。
作为有益效果的进一步体现，一是无感高压电阻器的阻值优选为10～100MΩ，无感低压电阻器的阻值优选为10～100KΩ，导电盘优选为2～10只，其盘直径优选为5～20cm、盘厚度优选为2～10cm，盘间距优选为2～10cm，便于其灵活地应用于电压等级为6～35kV的宽范围的电力***中。二是优选无感高压电阻器的另一端电连接有盘状高压接线端子，导电盘为1只，其盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm，导电盘与盘状高压接线端子的间距为2～10cm，使其在不降低分压变比相一致性能的情形之下，减少了导电盘的只数，降低了制造的成本。三是优选无感高压电阻器与无感低压电阻器之间置有圆盘状信号接线端子，无感低压电阻器的另一端依次电连接有U形盘和接地端子，利于降低外界信号对无感低压电阻器的干扰。四是盘状高压接线端子、无感高压电阻器、螺栓、导电盘、圆盘状信号接线端子、无感低压电阻器、U形盘和接地端子外优选包覆有带引线孔的绝缘体，提高了装置的绝缘等级，确保了装置的安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
图1是本发明的一种基本结构示意图。
具体实施方式
参见图1，宽频电压信号采集装置的构成如下：
由串联连接的无感高压电阻器10和无感低压电阻器6组成的电阻分压部件的一端电连接有盘状高压接线端子1、另一端依次电连接有U形盘9和接地端子7。无感高压电阻器10上置有作为电容量调节部件的2只导电盘4，无感高压电阻器10与无感低压电阻器6之间置有圆盘状信号接线端子5；其中，2只导电盘4置于构成无感高压电阻器10的三只电阻之间（或套装于无感高压电阻器10上并经螺栓3定位），导电盘4的盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm，盘间距为2～10cm。上述盘状高压接线端子1、无感高压电阻器10、螺栓3、导电盘4、圆盘状信号接线端子5、无感低压电阻器6、U形盘9和接地端子7外包覆有带信号线的引线孔8的绝缘体2。
使用时，只需先在上述已经优选设定过的无感高压电阻器10和无感低压电阻器6的阻值范围内，以及导电盘4的各参数范围内选定各自的具体数值，再将本发明的盘状高压接线端子1和接地端子7跨接于电力***的相应的相与地之间，并将信号线穿经引线孔8后与圆盘状信号接线端子5电连接即可。参照图1，如可以如下实例来实施本发明：
实施例1
应用于电压等级为6kV时，无感高压电阻器10的阻值为10MΩ，无感低压电阻器6的阻值为100KΩ，导电盘4为1只，其盘直径为5cm、盘厚度为10cm，导电盘4与盘状高压接线端子1的间距为2cm。
实施例2
应用于电压等级为6kV时，无感高压电阻器10的阻值为30MΩ，无感低压电阻器6的阻值为70KΩ，导电盘4为2只，其盘直径为9cm、盘厚度为8cm，盘间距为4cm。
实施例3
应用于电压等级为10kV时，无感高压电阻器10的阻值为50MΩ，无感低压电阻器6的阻值为50KΩ，导电盘4为5只，其盘直径为13cm、盘厚度为6cm，盘间距为6cm。
实施例4
应用于电压等级为20kV时，无感高压电阻器10的阻值为70MΩ，无感低压电阻器6的阻值为30KΩ，导电盘4为8只，其盘直径为17cm、盘厚度为4cm，盘间距为8cm。
实施例5
应用于电压等级为35kV时，无感高压电阻器10的阻值为100MΩ，无感低压电阻器6的阻值为10KΩ，导电盘4为10只，其盘直径为20cm、盘厚度为2cm，盘间距为10cm。
上述实施例2～5中，高压接线端子的形状也可为非盘状，即当导电盘4为2只以上时，对高压接线端子的形状无特殊要求。
以上的实施例均于电力***上进行了实际的电压信号的采集，经与其他多种采集方式方法的比对，其对0～100MHz波段的电压信号均能不失真地输出。
显然，本领域的技术人员可以对本发明的宽频电压信号采集装置进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种宽频电压信号采集装置，主要由电阻分压部件组成，其特征在于：
所述宽频电压信号采集装置还包括电容量调节部件；
所述电阻分压部件由串联连接的无感高压电阻器(10)和无感低压电阻器(6)组成；
所述电容量调节部件为2只以上的、置于所述无感高压电阻器(10)上的导电盘(4)，所述导电盘(4)的盘直径为5～20cm、盘厚度为2～10cm；
所述无感高压电阻器(10)的另一端电连接有高压接线端子(1)，所述高压接线端子(1)与2只以上导电盘(4)中最近的导电盘(4)的间距为2～10cm。
2.根据权利要求1所述的宽频电压信号采集装置，其特征是导电盘(4)为2～10只，其盘间距为2～10cm。
3.根据权利要求2所述的宽频电压信号采集装置，其特征是导电盘(4)置于构成无感高压电阻器(10)的2～11只电阻之间，或套装于无感高压电阻器(10)上并经螺栓(3)定位。
4.根据权利要求3所述的宽频电压信号采集装置，其特征是无感高压电阻器(10)与无感低压电阻器(6)之间置有圆盘状信号接线端子(5)。
5.根据权利要求4所述的宽频电压信号采集装置，其特征是无感低压电阻器(6)的另一端依次电连接有U形盘(9)和接地端子(7)。
6.根据权利要求5所述的宽频电压信号采集装置，其特征是高压接线端子(1)、无感高压电阻器(10)、螺栓(3)、导电盘(4)、圆盘状信号接线端子(5)、无感低压电阻器(6)、U形盘(9)和接地端子(7)外包覆有带引线孔(8)的绝缘体(2)。
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