[发明专利]一种差分探头及非接触式电压测量装置

说明书

本发明提供了一种差分探头及非接触式电压测量装置，所述差分探头由电路板中相邻的两层金属基板组成，所述两层金属基板之间通过绝缘层进行分隔；所述两层金属基板之间形成固定电容C_a。该差分探头将差分探头的两个电极整合至电路板中，减小了差分探头的体积和降低了差分探头的制作成本；该非接触式电压测量装置通过电容耦合的非接触方式获取待测线路的交流电压信号，具有良好的适应性；作业目标为单根导线，装置体积较少，便于携带；通过两个继电开关使电路产生三种拓扑结构，零件数量较少，制造成本较低，有利于大规模生产应用；通过无线传输电路上传线路电压至云服务器，可以大规模收集线路电压数据，具有良好的实用性。

技术领域

本发明涉及到电压测量领域，具体涉及到一种差分探头及非接触式电压测量装置。

背景技术

传统的差分探头通常由分立的两个电极组成并通过导线传输信号，在非接触式电压测量应用场景中，两个电极需要双手进行固定，在离地作业时十分不方便；或使用夹持式电极进行固定，但夹持式电极体积较大，携带不方便；另一方面，分立式的差分探头成本较高。

传统的接触式电表在安装时首先需要破坏导线绝缘层，在一些不能破坏绝缘层的测量点就无法获取电压值，因此急需一种低成本、安装简易、精度较高、适应环境能力较强的非接触式电压测量装置对配电网进行大规模的电压监控。

在不破坏导线绝缘层的前提下，待测线路的绝缘层厚度随实际情况是变化的，一些传统的固定参数式的非接触式测量方式只能提供一个误差较大的估测值，不能精确的测量出待测线路的电压值。

另一方面，还有一些非接触式电压测量装置是对零线和火线两条导线进行测量的，设备体积较大，作业难度高。

发明内容

为了解决现有差分探头及非接触式电压测量装置存在的问题，本发明提供了一种差分探头及非接触式电压测量装置，该差分探头将差分探头的两个电极整合至电路板中，减小了差分探头的体积和降低了差分探头的制作成本；该非接触式电压测量装置通过电容耦合的非接触方式获取待测线路的交流电压信号，具有良好的适应性；作业目标为单根导线，装置体积较少，便于携带；通过两个继电开关使电路产生三种拓扑结构，零件数量较少，制造成本较低，有利于大规模生产应用；通过无线传输电路上传线路电压至云服务器，可以大规模收集线路电压数据，具有良好的实用性。

相应的，本发明提供了一种差分探头，所述差分探头由电路板中相邻的两层金属基板组成，所述两层金属基板之间通过绝缘层进行分隔；

所述两层金属基板之间形成固定电容C_a。

所述电路板还包括用于屏蔽干扰的接地层，所述接地层设置在所述两层金属基板上方。

所述绝缘层材料为玻璃纤维环氧树脂。

相应的，本发明还提供了一种非接触式电压测量装置，所述非接触式电压测量装置包括导线夹具和权利要求1至3任意一项所述的差分探头；

所述电路板还包括布线层，所述布线层上设置有信号处理电路和数据处理电路；

在进行非接触式电压测量时，两层金属基板分别与待测线路耦合形成两个不同的寄生电容，用于感应由待测线路输入电压产生的电场信号；

所述信号处理电路具有多种不同传递函数特性的拓扑电路结构，所述电场信号经所述信号处理电路后形成多个不同的输出电压；

从所述两路子电路的接地电阻的前端取信号分别输入至所述差分放大器的两个输入端；

所述数据处理电路包括MCU处理电路，所述MCU处理电路基于所述多个不同的输出电压和所对应的多个不同的传递函数方程式，计算出所述输入电压；

所述电路板固定在所述导线夹具内侧，当所述导线夹具夹紧固定在待测线路上时，所述电路板紧贴所述待测线路。