[发明专利]使用参考信号的非接触式电压测量系统

权利要求书

1.一种测量绝缘导体中的交流(AC)电压的系统，所述系统包括：

外壳；

导电传感器，所述导电传感器物理地耦合到所述外壳，所述导电传感器能够选择性地定位成接近所述绝缘导体而不电流接触所述导体，其中所述导电传感器与所述绝缘导体电容耦合；

导电内部接地保护件，所述导电内部接地保护件至少部分地围绕所述导电传感器并与所述导电传感器电流隔离，所述导电内部接地保护件的大小和尺寸被设计成屏蔽所述导电传感器免受杂散电流的影响；

导电参考屏蔽件，所述导电参考屏蔽件围绕所述外壳的至少一部分并与所述导电内部接地保护件电流绝缘，所述导电参考屏蔽件的大小和尺寸被设计成减小所述导电内部接地保护件和外部接地端之间的电流；

共模参考电压源，所述共模参考电压源在操作中生成具有参考频率的交流(AC)参考电压，所述共模参考电压源电耦合在所述导电内部接地保护件和所述导电参考屏蔽件之间；

电流测量子系统，所述电流测量子系统电耦合到所述导电传感器，其中所述电流测量子系统在操作中生成指示通过所述导电传感器传导的电流的传感器电流信号；和

至少一个处理器，所述至少一个处理器通信地耦合到所述电流测量子系统，其中，在操作中，所述至少一个处理器：

从所述电流测量子系统接收所述传感器电流信号；以及

至少部分地基于所接收到的传感器电流信号、所述AC参考电压和所述参考频率来确定所述绝缘导体中的所述AC电压。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，在操作中，所述电流测量子系统从所述导电传感器接收输入电流，并且所述传感器电流信号包括指示从所述导电传感器接收的所述输入电流的电压信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电流测量子系统包括作为电流-电压转换器工作的运算放大器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器在操作中：

将所接收到的传感器电流信号转换为数字信号；以及

处理所述数字信号以获得所述传感器电流信号的频域表示。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少一个处理器实现快速傅里叶变换(FFT)以获得所述传感器电流信号的所述频域表示。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述共模参考电压源与由所述至少一个处理器实现的FFT的窗口同相产生所述AC参考电压。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器包括至少一个电子滤波器，所述至少一个电子滤波器对所接收到的传感器电流信号进行滤波。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器处理所述传感器电流信号以确定绝缘导体电流分量和参考电流分量，所述绝缘导体电流分量指示由于所述绝缘导体中的电压而导致通过所述导电传感器传导的电流，并且所述参考电流分量指示由于所述共模参考电压源的电压而导致通过所述导电传感器传导的电流。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个处理器确定所述传感器电流信号的所确定的绝缘导体电流分量的频率。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个处理器基于所述绝缘导体电流分量、所述参考电流分量、所述绝缘导体电流分量的所述频率、所述参考频率和所述AC参考电压来确定所述绝缘导体中的所述AC电压。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器处理所述传感器电流信号以确定所述绝缘导体中的所述AC电压的所述频率。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述共模参考电压源包括数模转换器(DAC)。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述导电参考屏蔽件至少部分地围绕所述导电内部接地保护件。