无线高压核相仪如何获得电压信号

 无线高压核相仪是电力系统中一项常见工作，主要是用来确保两个系统间的相序和相位一致，从而为并列运行提供条件。通常在设备新建或改扩建后进行。

早期，无线核相仪都是采用有线型式。通过电阻分压，形成适合仪器测量的模拟电压，进行电压的比较，获得相位关系，原理如上图所示。

这种方法，存在高压窜入的风险，因此逐步被无线核相仪所代替。

关于无线核相的困惑

(图片来自网络）

上图是无线核相仪工作原理d示意图。测量电压相位的原理大家基本上都是一样的，就是获得电压波形后，采用过零点判别的方法获得相位关系。具体原理示意图如下图。

(图片来自网络）

但我一直有一个问题感到困惑，由于没有接地点，电压信号是如何测量的呢？

趁着五一假期，继续翻看资料，看到了两种说法，大家分享。

利用分布电容

（图片来自网络）

这种方法是利用采集设备与大地之间存在的分布电容，在采集设备中设置电容元件，与对地分布电容形成串联回路，实现对电压的测量。由于都是容性元件，采集设备得到的电压相位与被测电压相位是相同的。

当然由于分布电容的数值是随机的，因此电压的幅值并不能够被准确的测量。

利用电磁感应原理

文献里很多都描述了利用电磁感应的原理，进行电压相位的测量。下图是其测量原理图（图片来自网络）。

（图片来自网络）

根据文献的描述，高压导体附近会有较强的磁场，采集设备靠近高压导体时，利用电极和电感会感应出电动势。电动势与导体中电流大小、采集设备与导体的距离以及电感的参数有关。

得到电动势后，就可以获得高压导体电压的相位。

对于这种方法，我有一些疑惑。核相试验，都是在电力系统的断开点进行的，测量点只有电压，没有电流。而上面描述的获得的电动势与导体中的电流有关，这在原理上是说不通的。当然试验时，无线高压核相仪采集设备所接触的高压导体，一定能产生电场，而电场又会伴随着磁场的存在，或许资料给出的测量原理是基于这样一种途径。

另外，如果测量点附近有其它电流回路，则一定也会产生磁场。这一磁场也会通过采集设备的电极和电感等元件产生干扰，对测量结果产生影响。考虑到变电站是一个强电磁场的环境，这种干扰的影响或许很大。

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