用于電壓和/或電流感測(cè)器件的阻抗匹配元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]根據(jù)權(quán)利要求1的前序，本發(fā)明涉及對(duì)阻抗匹配元件的建議，該阻抗匹配元件能用于在中壓系統(tǒng)中使用的電壓和/或電流感測(cè)或指示器件，以便與常規(guī)感測(cè)器件相比改善輸出信號(hào)的信號(hào)完整性。
【背景技術(shù)】
[0002]感測(cè)器件基于幾個(gè)原則，其中它們每一個(gè)的測(cè)量精度或多或少依賴(lài)于信號(hào)傳輸路徑的特性和測(cè)量器件的輸入電路的參數(shù)，所述測(cè)量器件諸如繼電器、測(cè)量單元等。因此，負(fù)載阻抗失配、額外的雜散或寄生電容的變化可能影響MV感應(yīng)變壓器的測(cè)量精確度。也可能導(dǎo)致對(duì)外部電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的高敏感性。在這種情況下，有必要使感測(cè)器件的信號(hào)輸出單獨(dú)適合于每一種測(cè)量器件，或者為了確保足夠的信號(hào)完整性，必須使用在測(cè)量器件的輸入側(cè)的特殊濾波電路。
[0003]用于消除上面描述的損害的現(xiàn)有手段包括感測(cè)器件的輸出阻抗被設(shè)計(jì)為接近于測(cè)量器件的輸入阻抗或在測(cè)量器件中直接設(shè)置的修正。這種解決方案隨著具有不同輸入電路參數(shù)的測(cè)量器件數(shù)量的不斷增加而變得不切實(shí)際。通常的實(shí)踐是使用兩個(gè)解決方案中的一個(gè):
[0004]I)適當(dāng)?shù)妮敵鲎杩乖O(shè)計(jì)一這種解決方案用在使用多于僅僅一種測(cè)量器件的情況下。這是非常不切實(shí)際的，原因在于各種輸出阻抗設(shè)計(jì)被用于每一測(cè)量器件，并且用于避免由于設(shè)計(jì)混亂而導(dǎo)致的感測(cè)器件損壞的特殊指令必須被觀(guān)察到。
[0005]2)測(cè)量器件的修正設(shè)置-這種解決方案單獨(dú)使用或與上面描述的阻抗設(shè)計(jì)一起使用。由于測(cè)量器件中的抵消作用，測(cè)量值可以在一定范圍內(nèi)被調(diào)整(修正)。如果我們考慮感測(cè)器件的各種輸出阻抗，對(duì)它們每一個(gè)必須執(zhí)行修正設(shè)置。在使用不同長(zhǎng)度的連接電纜的情況下，需要用于針對(duì)某些變體配置測(cè)量器件的額外時(shí)間。
[0006]3)使用附加無(wú)源元件進(jìn)行的修正-在某些情況下，通過(guò)使用外部無(wú)源部件，如電容或電阻來(lái)執(zhí)行改善感測(cè)器件精度的額外修正。但是，該解決方案仍然被調(diào)整以適合特定應(yīng)用。
[0007]上面描述的用于改善感測(cè)器件的信號(hào)完整性和測(cè)量精度的方法顯示出:為了這些器件的更大可變性，在測(cè)量之前或之后在它們的配置中需要額外的復(fù)雜性。而且，在使用從感測(cè)器件同時(shí)到多個(gè)器件的僅僅一個(gè)信號(hào)的情況下，仍舊沒(méi)有滿(mǎn)意的解決方案。通過(guò)使用下面描述的阻抗匹配元件來(lái)解決所有以上問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是要提高感測(cè)精度和產(chǎn)生更高的對(duì)干擾和阻抗失配的輸出信號(hào)抵抗力，并且這以緊湊和結(jié)構(gòu)高效的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]根據(jù)這種期望的功能要求，本發(fā)明的主要特征組合是電場(chǎng)傳感器和/或磁場(chǎng)傳感器連接到阻抗匹配元件，該阻抗匹配元件允許連接到獨(dú)立的模擬測(cè)量器件并從能量采集器獲得電力，從而給阻抗匹配元件提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，該阻抗匹配元件是阻抗匹配電子板的不可缺少的一部分。
[0010]在進(jìn)一步有利的實(shí)施例中，能量采集器從磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)傳感器獲得電力?；蛘呖商鎿Q地，能量采集器從外部電源獲得電力。
[0011]在進(jìn)一步有利的實(shí)施例中，阻抗匹配元件提供與所測(cè)量的量成比例的輸出，并且獨(dú)立于所連接器件的輸入阻抗，所述所測(cè)量的量諸如是電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)。
[0012]在進(jìn)一步有利的實(shí)施例中，阻抗匹配元件能夠進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步有利的是，阻抗匹配元件能夠提供數(shù)字輸出。
[0014]在進(jìn)一步有利的實(shí)施例中，阻抗匹配元件與所述器件的輸出電纜連接。
[0015]此外，阻抗匹配元件不僅僅能與所生產(chǎn)的新器件連接，還能與已經(jīng)安裝在應(yīng)用中的現(xiàn)有感測(cè)器件連接，因而適合于改造目的。
[0016]有利的是，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，阻抗匹配元件具有對(duì)自身功能的內(nèi)部監(jiān)控和/或診斷。
[0017]在最后有利的實(shí)施例中，能量采集器從通過(guò)電容分壓器設(shè)計(jì)的電場(chǎng)傳感器獲得電力。
[0018]本發(fā)明提出了現(xiàn)代低功率器件的使用，該現(xiàn)代低功率器件一起被稱(chēng)為有助于改善感測(cè)器件的信號(hào)完整性和測(cè)量精度而無(wú)需使用外部電源的阻抗匹配元件。由于它的可變性高，阻抗匹配元件能夠與現(xiàn)有的感測(cè)器件一起使用，在電流感測(cè)器件的情況下，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，考慮使用Rogowski線(xiàn)圈技術(shù)，該技術(shù)使得能夠?qū)⒁粋€(gè)單個(gè)器件用于寬范圍的測(cè)量電流，并且使得能夠大大地減小電流感測(cè)元件的尺寸。這樣電流感測(cè)器件并不包含任何鐵磁芯，它將是非常輕以及緊湊的，因此在結(jié)構(gòu)上是高效的。
[0019]電壓感測(cè)器件可使用電容和/或電阻分壓器技術(shù)。這個(gè)技術(shù)也能夠大大減小尺寸和重量，但仍能獲得非常好的感測(cè)精度。電流和電壓感測(cè)技術(shù)二者都能夠產(chǎn)生非常小的器件，將它們連同用于阻抗匹配元件的獨(dú)立電源一起組合在一個(gè)單個(gè)器件中是很可能的。這種可能性被用在所提出的組合了電流/電壓感測(cè)器件與用于采集系統(tǒng)的集成附加電極的小尺寸的結(jié)構(gòu)中，采集系統(tǒng)是阻抗匹配元件的一部分。
[0020]因此，優(yōu)選的有利實(shí)施例是:電流傳感器、電壓傳感器和用于采集系統(tǒng)的電極以電流傳感器線(xiàn)圈被設(shè)置在電壓電極和用于采集的電極中間的方式被一起實(shí)現(xiàn)在一個(gè)共同的例如環(huán)形傳感器外殼中，參見(jiàn)以下詳細(xì)描述。但是，阻抗匹配元件的使用并不限于已經(jīng)安裝在應(yīng)用中的現(xiàn)有感測(cè)器件，而是能夠容易地與新生產(chǎn)的器件連接，與至少一個(gè)磁場(chǎng)傳感器和/或至少一個(gè)電場(chǎng)傳感器連接。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出。
[0022]圖1:組合的電流/電壓感測(cè)器件與采集系統(tǒng)。
[0023]圖2:在使用非常規(guī)電源的情況下采集系統(tǒng)的位置。
[0024]圖3:在使用非常規(guī)電源的情況下采集系統(tǒng)的位置。
[0025]圖4:在使用常規(guī)電源的情況下采集系統(tǒng)的位置。
[0026]圖5:采集系統(tǒng)的維度。
[0027]圖6:常規(guī)感測(cè)器件的相位變化相對(duì)于負(fù)載阻抗。
[0028]圖7:通過(guò)使用所提出的感測(cè)器件的幅度和相位誤差減小。
【具體實(shí)施方式】
[0029]組合的感測(cè)器件I由根據(jù)施加在主導(dǎo)體3上的電壓電平提供足夠的介電強(qiáng)度的絕緣材料2組成。電流感測(cè)部件4感測(cè)與流過(guò)主導(dǎo)體3的電流成比例的磁場(chǎng)。電壓感測(cè)部件由在主導(dǎo)體3和電容電極5之間產(chǎn)生的主電容和在電容電極5和屏蔽電極6之間產(chǎn)生的次電容組成。屏蔽電極6保護(hù)電容電極5免受外部電