具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明优选实施方式的测量非介入式对地电压的系统的结构示意图。一种测量非介入式对地电压的系统，所述系统100包括：

电压探头101，其位于待测电缆外部，与所述待测电缆芯线构成电容C1；

测量电路102，其包括内置交流信号源V2，第一采样电路121，第二采样电路122和接地端123，所述交流信号源V2的输入端分别与第一采样电路121的输入端和电压探头101连接，输出端与第二采样电路122的输入端连接，所述第一采样电路121和第二采样电路122的输出端分别与数据处理单元103连接，用于输出对应的第一采样信号和第二采样信号；接地端123与外部大地间的分布参数用C2和R1表示；

数据处理单元103，其用于接收测量电路102输出的第一采样信号和第二采样信号，并根据所述第一采样信号和第二采样信号计算待测电缆的非介入式对地电压。

优选地，所述第二采样电路122包括：

电流采样电路1221，其输入端与交流信号源V2连接，输出端与数据处理单元103连接，用于采集第二采样信号，所述第二采样信号包括待测电缆的非介入式对地电压和交流信号源的输出信号；

采样电阻R2，其一端与交流信号源V2的输出端连接，另一端与电流采样电路1221的输出端连接。

优选地，所述电流采样电路1221是运算放大器。

优选地，所述接地端123与运算放大电路的同相端输入端口连接，所述交流信号源V2与运算放大器的反相端输入端口连接。

优选地，所述数据处理单元103是微型处理器MCU。

优选地，所述数据处理单元还包括数据转换模块，用于将第一采样信号和第二采样信号转换为数字信号。

图2为根据本发明优选实施方式的测量非介入式对地电压的系统的等效电路图。如图2所示，在由V1、V2、C1、C2、R1、R2和运放输入端构成的回路中，回路的电流总电流为Ii；回路中由V1产生的电流I1为：

由V2产生的电流I2为：

于是Ii＝I1+I2，有：

与C1和C2构成的阻抗相比，R1较小，同时两者处于分母部分，R1可以按照高阶小量处理，于是有：

经过采样电路输出后，有Vo：

在经过傅里叶变换后，得到两个频率的电压分别为：

另外一路AD测量得到V2的幅值为|V2|，于是有：

上述公式(8)中，可以发现，其中所有参量均为测量值，分布参数R1，C2和C1在计算过程中消除，也就意味着测量结果不在依赖分布参数的准确数值，在测量中，无需现场校准。

图3为根据本发明优选实施方式的测量非介入式对地电压的方法的流程图。如图3所示，本优选实施方式所述测量非介入式对地电压的方法200包括：

在步骤301，将电压探头放置于待测电缆外部，使其与所述待测电缆芯线构成电容C1。

在步骤302，将电压探头与测量电路中内置的交流信号源V2连接，接地端与外部大地间的分布参数用C2和R1表示。

在步骤303，数据处理单元接收测量电路输出的第一采样信号和第二采样信号，并根据所述第一采样信号和第二采样信号计算待测电缆的非介入式对地电压。

优选地，数据处理单元接收测量电路输出的第一采样信号和第二采样信号，并根据所述第一采样信号和第二采样信号计算待测电缆的非介入式对地电压，其计算公式为：

式中，|V1|是待测电缆的非介入对地电压V1的电压幅值，|V2|是根据第一采样信号确定的交流信号源V2的电压幅值，|Vo1|，ω₁，|Vo2|和ω₂是根据第二采样信号确定的待测电缆的非介入对地电压V1和交流信号源V2的输出电压幅值和角频率。

为了验证本发明所述测量非介入式对地电压的系统和方法的效果，采用仿真电路对前端模拟电路进行仿真，验证原理。如图2所示，待测电缆的分布电容C1取5pF，内置的交流信号源V2有效值为1V，频率1500Hz，对地的分布参数C2为150pF，电阻R1为1kΩ，采样电阻R2取100kΩ，电流采样电路的芯片使用OPA606。根据仿真得到输出波形确定Vo2幅值为0.006449V，Vo1幅值为0.04729V，频率的比值为30，根据公式(8)计算输入电压有效值为219.98V，理论误差为-0.005％。

进一步地，改变C1值为10pF，对地电容C2为80pF，V1的频率改为2000Hz。计算输出波形中Vo2幅值为0.015797V，Vo1为0.08689V，频率的比值为40，根据公式(8)计算输入电压有效值为220.0164V，理论误差为+0.007％。通过以上仿真可知，通过在测量电路中内置标准交流信号源计算回路参数，有效消除了不同分布参数的影响，并且输入电压的测量精度依然能够保证。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。