[发明专利]电压、电流一体式采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力线电压、电流采样装置，特别涉及的是一种从电力线直接获取电压信号，通过电压/频率转换获取用频率表征电压值的高稳定性电压互感器。 

背景技术

电力部门为了实现对电力线电力情况的管理和监测，往往要做的基础工作就是获取该电力线上实时电压值和电流值，现有技术对此是采用独立的电流互感器和电压互感器，分别获取电压值和电流值；但是在安装时各自保持一定的距离，防止相互的电磁干扰，同时由于互感器自身作为用电设备，从能量守恒的角度来看，仍存在一定的电能消耗；其中，所述的电压互感器实际上是一个带铁心的变压器。一般应用于高压领域，它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通 根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的，另有非电磁式的，如电子式、光电式。电压互感器的运行情况相当于2次侧开路的变压器，其负载为阻抗较大的测量仪表。副边电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感器误差之源。电压互感器副边不能接过多的负载；且要求铁心不饱和(0.6-0.8T)。中国专利中公开了多项关于高压互感器的专利，但是由于其都是基于变压器的基础理论上，进行的改进，因此其是无法根本改变现有互感器的缺陷，如：工艺复杂、体积庞大并且反应出的电压值的准确率随着材料、工艺精度和环境的改变而产生较大的误差的缺陷，同时在和所述的电流互感器结合使用时，则体积更为庞大。 

鉴于上述的缺陷，本案创作者经过长时间的研究和实验终于获得本发明。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电压、电流一体式采样装置，用以克服上述缺陷。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种电压、电流一体式采样装置，其包括：一盒体，所述的盒体内设置有一电流互感器，所述的电流互感器中心有一相线穿过，所述的电流互感器通过一电流信号输出端子输出电流信号；在所述的盒体内还设置一直接取电压单元，其包括：一电压采集子单元，其设置在所述的相线上，用以获取实时的电压信号并转为第一电压取样信号； 

一电压/频率转换子单元，其与所述的电压采集子单元相连接，将所述的电压取样信号转换为对应的第一频率信号输出； 

其中，所述的电压采集子单元包括：一电压采样组件，其直接从所述的相线上采集实时的电压信号； 

一电压信号处理电路，其将所述的实时的电压信号进行整流转换为直流的第一电压取样信号； 

以及电源电路，其将所述的电压进行稳压、滤波转换成电源电压输出； 

其中，所述的电压采样组件为机械结构组件，其包括： 

一导电采样件，其为一导电材料，直接接触金属电力线或透过绝缘皮直接接触电力线芯，获取电力线上实时的电压信号； 

一采样固定件，使所述的导电采样件与所述的电力线连接稳固。 

其中，当所述的电力线具有绝缘皮时，所述的导电采样件为针齿状结构，其刺入所述的电力线与电力线芯接触。 

其中，所述的电压信号处理电路包括：一第一电压电路，其对所述的实时的电压信号进行处理产生所述的第一电压取样信号，其包括：一第一电阻、一与之串联的第一稳压管，一与所述的第一电阻并联的整流桥，其中所述的第一电阻的两端获得的即为所述的实时的电压信号，所述的整流桥输出所述的第一电压取样信号； 

其中，所述的电源电路包括：一第四电阻，其与所述的整流桥正极串联用以降压； 

一并联的第二稳压管、第一电容和第二电容用以进行稳压、滤波形成稳定的电源输出； 

其中，所述的电压/频率转换子单元包括： 

一积分电路，其对所述的第一电压取样信号的电压值进行积分处理分别转换为与所述的电压值成正比的第一电流值； 

一电压/频率转换电路，其接收所述的电流信号并输出与所述的电压值成正比的所述第一频率信号； 

其中，所述的积分电路包括： 

一第一积分器，其反相输入端获得所述的第一电压取样信号，所述的电源电路为其提供工作电压。 

其中，还包括： 

一并联的第五电阻和第三电容，其一并联端分别与所述的第一积分器的同相输入端相连接，另一端接地；