[发明专利]用于电压和/或电流感测器件的阻抗匹配元件

说明书

技术领域

根据权利要求1的前序，本发明涉及对阻抗匹配元件的建议，该阻抗匹配元件能用于在中压系统中使用的电压和/或电流感测或指示器件，以便与常规感测器件相比改善输出信号的信号完整性。

背景技术

感测器件基于几个原则，其中它们每一个的测量精度或多或少依赖于信号传输路径的特性和测量器件的输入电路的参数，所述测量器件诸如继电器、测量单元等。因此，负载阻抗失配、额外的杂散或寄生电容的变化可能影响MV感应变压器的测量精确度。也可能导致对外部电场和/或磁场的高敏感性。在这种情况下，有必要使感测器件的信号输出单独适合于每一种测量器件，或者为了确保足够的信号完整性，必须使用在测量器件的输入侧的特殊滤波电路。

用于消除上面描述的损害的现有手段包括感测器件的输出阻抗被设计为接近于测量器件的输入阻抗或在测量器件中直接设置的修正。这种解决方案随着具有不同输入电路参数的测量器件数量的不断增加而变得不切实际。通常的实践是使用两个解决方案中的一个：

1)适当的输出阻抗设计一这种解决方案用在使用多于仅仅一种测量器件的情况下。这是非常不切实际的，原因在于各种输出阻抗设计被用于每一测量器件，并且用于避免由于设计混乱而导致的感测器件损坏的特殊指令必须被观察到。

2)测量器件的修正设置-这种解决方案单独使用或与上面描述的阻抗设计一起使用。由于测量器件中的抵消作用，测量值可以在一定范围内被调整(修正)。如果我们考虑感测器件的各种输出阻抗，对它们每一个必须执行修正设置。在使用不同长度的连接电缆的情况下，需要用于针对某些变体配置测量器件的额外时间。

3)使用附加无源元件进行的修正-在某些情况下，通过使用外部无源部件，如电容或电阻来执行改善感测器件精度的额外修正。但是，该解决方案仍然被调整以适合特定应用。

上面描述的用于改善感测器件的信号完整性和测量精度的方法显示出：为了这些器件的更大可变性，在测量之前或之后在它们的配置中需要额外的复杂性。而且，在使用从感测器件同时到多个器件的仅仅一个信号的情况下，仍旧没有满意的解决方案。通过使用下面描述的阻抗匹配元件来解决所有以上问题。

发明内容

因此，本发明的目的是要提高感测精度和产生更高的对干扰和阻抗失配的输出信号抵抗力，并且这以紧凑和结构高效的方式来实现。

根据这种期望的功能要求，本发明的主要特征组合是电场传感器和/或磁场传感器连接到阻抗匹配元件，该阻抗匹配元件允许连接到独立的模拟测量器件并从能量采集器获得电力，从而给阻抗匹配元件提供稳定的电力供应，该阻抗匹配元件是阻抗匹配电子板的不可缺少的一部分。

在进一步有利的实施例中，能量采集器从磁场和/或电场传感器获得电力。或者可替换地，能量采集器从外部电源获得电力。

在进一步有利的实施例中，阻抗匹配元件提供与所测量的量成比例的输出，并且独立于所连接器件的输入阻抗，所述所测量的量诸如是电场和/或磁场。

在进一步有利的实施例中，阻抗匹配元件能够进一步调节输出信号。

进一步有利的是，阻抗匹配元件能够提供数字输出。

在进一步有利的实施例中，阻抗匹配元件与所述器件的输出电缆连接。

此外，阻抗匹配元件不仅仅能与所生产的新器件连接，还能与已经安装在应用中的现有感测器件连接，因而适合于改造目的。

有利的是，在进一步的实施例中，阻抗匹配元件具有对自身功能的内部监控和/或诊断。

在最后有利的实施例中，能量采集器从通过电容分压器设计的电场传感器获得电力。

本发明提出了现代低功率器件的使用，该现代低功率器件一起被称为有助于改善感测器件的信号完整性和测量精度而无需使用外部电源的阻抗匹配元件。由于它的可变性高，阻抗匹配元件能够与现有的感测器件一起使用，在电流感测器件的情况下，在一个优选实施例中，考虑使用Rogowski线圈技术，该技术使得能够将一个单个器件用于宽范围的测量电流，并且使得能够大大地减小电流感测元件的尺寸。这样电流感测器件并不包含任何铁磁芯，它将是非常轻以及紧凑的，因此在结构上是高效的。

电压感测器件可使用电容和/或电阻分压器技术。这个技术也能够大大减小尺寸和重量，但仍能获得非常好的感测精度。电流和电压感测技术二者都能够产生非常小的器件，将它们连同用于阻抗匹配元件的独立电源一起组合在一个单个器件中是很可能的。这种可能性被用在所提出的组合了电流/电压感测器件与用于采集系统的集成附加电极的小尺寸的结构中，采集系统是阻抗匹配元件的一部分。