電壓檢測裝置制造方法及圖紙

電壓檢測裝置(50)通過在被施加電壓的中心導體(1)與接地的箱體(3)之間設置中間電極(2)而構成分壓部，并基于所述分壓部的電壓來檢測中心導體(1)的電壓。電壓檢測裝置(50)包括：輸入有分壓部(30)的輸出即所述分壓部的電壓的積分電路(20)；將積分電路(20)的輸出電壓放大到規定振幅的模擬電路(5)；輸入有分壓部(30)的輸出即所述分壓部的電壓且將該分壓部的電壓放大或衰減到所述規定振幅的放大器/衰減器(21)；以及對模擬電路(5)的輸出電壓和放大器/衰減器(21)的輸出電壓進行求和的加法器(22)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】電壓檢測裝置
本專利技術涉及在例如氣體絕緣開關裝置(GIS)等的中心導體與箱體之間設置中間電極來構成分壓部、并根據該分壓部的電壓來測定中心導體的電壓的電壓檢測裝置。
技術介紹
在現有的電壓檢測裝置中，在中心導體與箱體之間設置中間電極來構成分壓部，將該分壓部的電壓輸入到信號處理電路，由信號處理電路根據分壓部的電壓來檢測中心導體的電壓(例如參照專利文獻1)。該結構中，在中心導體與中間電極之間形成寄生靜電電容，在中心導體與箱體之間形成對地靜電電容，但通過進一步在中心導體與箱體之間設置與對地靜電電容并聯連接的分壓電阻，從而能使中間電極的電壓值降低到可輸入到信號處理電路的電平。也就是說，在不設置分壓電阻的情況下，由寄生靜電電容與對地靜電電容的比決定的中間電極的電壓值通常會達到數kV，不適合輸入到信號處理電路，因此如上述那樣設置分壓電阻。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本專利特開2004-347397號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題然而，在上述現有的電壓檢測裝置中，利用中心導體與中間電極之間的寄生靜電電容及中心導體與箱體之間的對地靜電電容、以及設置在中心導體與箱體之間的與對地靜電電容并聯連接的分壓電阻，形成高通濾波器(時間微分特性)，因此在信號處理電路的單調積分處理(低通濾波特性)中，在發生事故等情況下瞬時產生的高頻分量會被截斷，因而存在難以準確測量在發生事故等情況下中心導體的電壓波形的響應的問題。本專利技術鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種在整個寬頻帶內也能準確檢測出發生事故等情況下瞬時產生的高頻分量的電壓檢測裝置。解決技術問題所采用的技術方案為了解決上述問題，實現專利技術目的，本專利技術的電壓檢測裝置在被施加電壓的中心導體與接地的箱體之間設置中間電極而構成分壓部，并基于所述分壓部的電壓來檢測所述中心導體的電壓，其特征在于，包括：積分電路，向該積分電路輸入所述分壓部的電壓，所述分壓部具有高通濾波特性，由所述中心導體與所述中間電極之間的寄生靜電電容、所述中間電極與所述箱體之間的對地靜電電容、以及與所述對地靜電電容并聯連接的分壓電阻形成；第一增益調整部，該第一增益調整部將該積分電路的輸出電壓放大到規定振幅；第二增益調整部，向該第二增益調整部輸入所述分壓部的電壓，并使該分壓部的電壓放大或衰減到所述規定振幅；以及加法器，該加法器對所述第一增益調整部的輸出電壓和所述第二增益調整部的輸出電壓進行求和。專利技術效果根據本專利技術，具有能在整個寬頻帶內準確地檢測出發生事故等時瞬時產生的高頻分量的效果。附圖說明圖1是表示實施方式的電壓檢測裝置的一個結構例的圖。圖2是表示積分電路的結構的一個示例的圖。圖3是表示實施方式的電壓檢測裝置中各級的電壓振幅特性的圖。圖4是表示實施方式的分壓部輸出電壓(P1、Q1)、模擬電路輸出電壓(P2、Q2)、以及加法器輸出電壓(P3、Q3)的一個示例的曲線圖。圖5是表示以往的電壓檢測裝置100的一個結構例的圖。圖6是表示圖5所示的以往的電壓檢測裝置中各級的電壓振幅特性的圖。具體實施方式下面，基于附圖詳細說明本專利技術實施方式的電壓檢測裝置。此外，本專利技術并不由該實施方式所限定。以往的結構首先，對以往的電壓檢測裝置的結構進行說明。圖5是表示以往的電壓檢測裝置100的一個結構例的圖。圖5中，作為氣體絕緣開關裝置(GIS)的結構的一部分，示意性示出了接地的箱體3、配置在該箱體3內并施加了電壓的中心導體1、以及設置在箱體3與中心導體1之間的中間電極2。電壓檢測裝置100例如是變電設備用的電壓檢測裝置。中心導體1與中間電極2之間形成有寄生靜電電容11。這里，用C1表示寄生靜電電容11的靜電電容值。中間電極2與箱體3之間形成有對地靜電電容12。這里，用C2表示對地靜電電容12的靜電電容值。此外，在中間電極2與箱體3之間設置有與對地靜電電容12并聯連接的外部分壓電阻13。這里，用R1表示外部分壓電阻13的電阻值。中間電極2構成分壓部30，中心導體1的電壓(對地電壓)E1被分壓為中間電極2的電壓(分壓部電壓)E2并輸入到信號處理電路4。另外，利用寄生靜電電容11、對地靜電電容12、以及外部分壓電阻13形成了具有高通濾波特性的分壓部30。信號處理電路4包括：輸入有分壓部電壓E2的模擬電路5；對從模擬電路5輸出的模擬信號進行A/D轉換并以數字信號的形式輸出的A/D轉換器6；以及具有針對從A/D轉換器6輸出的數字信號的積分處理功能以及通信功能的微機(微型計算機)7。另外，電壓檢測裝置100構成為具備信號處理電路4。分壓部電壓E2在由模擬電路5放大到規定的振幅后，由A/D轉換器6從模擬數據轉換為數字數據。然后，通過在微機7中對該數字數據進行積分處理來獲得與中心導體電壓(對地電壓)E1成正比的電壓信號，該電壓信號的數字數據被傳輸到上位裝置10。這里，C1、C2分別為數pF的數量級，C1：C2為1：10左右的比率。作為一個例子，假設C1＝1[pF]、C2＝10[pF]。此外，在不存在外部分壓電阻13的情況下，分壓部電壓E2為E2＝C1/(C1+C2)×E1，例如在的情況下，這是通常的電子電路無法處理的電壓值。因此，為了使其變為通常的電子電路也能處理的電壓值，需要插入外部分壓電阻13來進行分壓。此時，分壓部電壓E2為這里。ω＝2πf，f為頻率，例如在額定頻率為50Hz的情況下，若E2＝1[Vrms]，則R1約為42[kΩ]。在插入了外部分壓電阻13的情況下，如上述那樣，利用寄生靜電電容11、對地靜電電容12、以及外部分壓電阻13形成具有高通濾波特性的分壓部30。也就是說，分壓部30構成RC型的高通濾波器，分壓部30具有截止頻率f1＝1/(2π×R1×(C1+C2))的頻率特性，與中心導體電壓成正比的分壓部30的電壓信號波形因寄生靜電電容11、對地靜電電容12、以及外部分壓電阻13所構成的高通濾波器而成為中心導體電壓波形的時間微分波形。因此，在信號處理電路4中，通過在微機7中對由A/D轉換器6進行模/數轉換而得到的數字數據進行數字積分處理，從而得到與中心導體電壓成正比的電壓信號。然而，數字積分中，由于振幅頻率特性單調減少(低通濾波特性)，且較大地依賴于采樣頻率，因此分壓部30的電壓信號的振幅頻率特性在截止頻率f1之后開始變得不平坦，從而無法在高頻側忠實地再現中心導體1的電壓信號。此外，頻率分量越高，分壓部30的電壓振幅越大，因此在高頻分量下，模擬電路5可能發生電壓信號的飽和。圖6是表示圖5所示的以往的電壓檢測裝置中各級的電壓振幅特性的圖，圖6(a)是表示分壓部30的輸出電壓振幅的頻率特性的圖，圖6(b)是表示積分處理所涉及的輸出電壓振幅的頻率特性的圖，圖6(c)是表示積分處理后的輸出電壓振幅的頻率特性的圖。具體而言，圖6(a)是將橫軸設為頻率、縱軸設為分壓部30的輸入輸出電壓振幅比來表示的圖，且縱軸、橫軸都用對數刻度來表示。圖6(b)是將橫軸設為頻率、縱軸設為由微機7進行積分處理前后的電壓振幅比來表示的圖，且縱軸、橫軸都用對數刻度來表示。圖6(c)是將橫軸設為頻率、縱軸設為信號處理電路4的輸出電壓振幅特性來表示的圖，且縱軸、橫軸都用對數刻度來表示。如圖6(a)所示，分壓部30的輸出電壓振幅特性如下：在截止頻率f1以上的頻域內變平坦(固定值本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電壓檢測裝置，在被施加電壓的中心導體與接地的箱體之間設置中間電極而構成分壓部，并基于所述分壓部的電壓來檢測所述中心導體的電壓，該電壓檢測裝置的特征在于，包括：積分電路，向該積分電路輸入所述分壓部的電壓，所述分壓部具有高通濾波特性，由所述中心導體與所述中間電極之間的寄生靜電電容、所述中間電極與所述箱體之間的對地靜電電容、以及與所述對地靜電電容并聯連接的分壓電阻形成；第一增益調整部，該第一增益調整部將所述積分電路的輸出電壓放大到規定振幅；第二增益調整部，向該第二增益調整部輸入所述分壓部的電壓，并使該分壓部的電壓放大或衰減到所述規定振幅；以及加法器，該加法器對所述第一增益調整部的輸出電壓和所述第二增益調整部的輸出電壓進行求和。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種電壓檢測裝置，在被施加電壓的中心導體與接地的箱體之間設置中間電極而構成分壓部，并基于所述分壓部的電壓來檢測所述中心導體的電壓，該電壓檢測裝置的特征在于，包括：積分電路，向該積分電路輸入所述分壓部的電壓，所述分壓部具有高通濾波特性，由所述中心導體與所述中間電極之間的寄生靜電電容、所述中間電極與所述箱體之間的對地靜電電容、以及與所述對地靜電電容并聯連接的分壓電阻形成；第一增益調整部，該第一增益調整部將所述積分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：松元大悟，藤井茂雄，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP