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专利名称：一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法
技术领域：
本发明涉及一种输电线路的电场强度测量方法，尤其是涉及一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法。
背景技术：
随着我国特高压电网建设的大力推近，特高压直流输电的离子流场也日益受到关注。与交流输电线路的电磁环境不同，直流电磁环境直接和输电线路电晕特性及其引起的电场效应有关。线路电晕是指导线表面电位梯度超过一定临界值后，引起导线周围的空气电离所产生的一种发光的放电现象。由于直流线路和交流线路的电压性质不同，直流电晕的发展过程和交流电晕有很大差别。交流线路发生电晕时，由于导线电压的极性周期性变化，上半个周期因电晕放电空气电离产生的离子，在下半个周期因电压极性改变，又几乎全部被拉回导线，这样使得电离出的离子基本被束缚在导线附近，极导线与大地间的广大空 间不存在带电离子。开展有关直流输电线下各种电场强度测量的研究，从而为特高压直流输电线路的电磁环境评价提供有力的科学依据，是十分迫切和必要的。

发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够避免漂移、测量精度高的特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，通过旋转式场强探头测得的直流电压值获得特高压直流线路下地面直流电场值，所述的旋转式场强探头包括多个旋转扇叶、感应电极板和微型电机，所述的方法包括以下步骤I)将旋转式场强探头放置在特高压直流线路下，微型电机驱动旋转扇叶转动，切割电场中的电力线，在电场作用下，感应电极板向与旋转式场强探头连接的解调放大器输出交流感应信号；2)解调放大器对接收到的交流感应信号进行放大处理；3)旋转扇叶向光电脉冲形成电路发送光电信号,该光电信号通过光电脉冲形成电路产生一个同步方波信号；4)经放大处理后的交流感应信号和同步方波信号同时输入相敏整流电路，相敏整流电路对信号进行相敏整流处理后输出一个直流电压；5)对步骤4)测得的直流电压值进行校准处理后得到特高压直流线路下地面直流电场值。 所述的旋转式场强探头由数字电源供电。所述的校准处理是指将测得的直流电压值与校准系数相乘得到特高压直流线路下地面直流电场值。所述的旋转扇叶设置有3-6个。
所述的感应电极板上的交流感应信号根据以下公式产生ie(t) = ε En2A0 ω sin (η ω t)其中，ie(t)为交流感应信号，ε为无空间电荷时空气介电常数，E为与旋转扇叶垂直的电场强度，η为旋转扇叶个数，Atl为每片扇叶的表面积，ω为旋转角频率。与现有技术相比，本发明具有以下优点I)本发明通过旋转式场强探头测量特高压直流线路下地面直流电场值，测量精度较高；2)本发明方法能够泄放积累电荷，避免测量漂移；3)本发明测量过程中产生一个同步方波信号，一方面通过该同步方波信号可测量电场的极性，另一方面也可避免离子流对直流电场测量的影响； 4)本发明的旋转式场强探头由数字电源供电，显著缩小了探头的体积高度，减少因探头体积、高度对被测地面电场的畸变影响。


图I为本发明方法的流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图I所示，一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，通过旋转式场强探头测得的直流电压值获得特高压直流线路下地面直流电场值，所述的旋转式场强探头包括多个旋转扇叶、感应电极板和微型电机，所述的旋转扇叶可根据需要设置有3-6个。本实施例方法具体包括以下步骤在步骤SlOl中，将旋转式场强探头放置在特高压直流线路下，微型电机驱动旋转扇叶转动，切割电场中的电力线，在电场作用下，感应电极板向与旋转式场强探头连接的解调放大器输出交流感应信号；所述的感应电极板上的交流感应信号根据以下公式产生ie(t) = ε En2A0 ω sin (η ω t)其中，ie(t)为交流感应信号，ε为无空间电荷时空气介电常数，E为与旋转扇叶垂直的电场强度，η为旋转扇叶个数，Atl为每片扇叶的表面积，ω为旋转角频率。在步骤sl02中，解调放大器对接收到的交流感应信号进行放大处理。在步骤sl03中，旋转扇叶向光电脉冲形成电路发送光电信号，该光电信号通过光电脉冲形成电路产生一个同步方波信号。通过该同步方波信号一方面可测量电场的极性，另一方面也可避免离子流对直流电场测量的影响。当旋转式场强探头在直流输电线下进行测量时，离子电流不可避免流入探头的输入端。但利用离子流产生电流和直流电场产生感应电流之间有90度的相位差的特点，通过相敏整流电路就可以消除离子流产生电流对场强仪输出直流电压的影响。在步骤sl04中，经放大处理后的交流感应信号和同步方波信号同时输入相敏整流电路，相敏整流电路对信号进行相敏整流处理后输出一个直流电压。
在步骤sl05中，对步骤sl04测得的直流电压值进行校准处理后得到特高压直流线路下地面直流电场值，所述的校准处理是指将测得的直流电压值与校准系数相乘得到 特高压直流线路下地面直流电场值。本实施例中，旋转式场强探头由数字电源供电，显著缩小了探头的体积高度，减少因探头体积、高度对被测地面电场的畸变影响。
权利要求
1.一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，其特征在于，通过旋转式场强探头测得的直流电压值获得特高压直流线路下地面直流电场值，所述的旋转式场强探头包括多个旋转扇叶、感应电极板和微型电机，所述的方法包括以下步骤 1)将旋转式场强探头放置在特高压直流线路下，微型电机驱动旋转扇叶转动，切割电场中的电力线，在电场作用下，感应电极板向与旋转式场强探头连接的解调放大器输出交流感应信号； 2)解调放大器对接收到的交流感应信号进行放大处理； 3)旋转扇叶向光电脉冲形成电路发送光电信号，该光电信号通过光电脉冲形成电路产生一个同步方波信号； 4)经放大处理后的交流感应信号和同步方波信号同时输入相敏整流电路，相敏整流电路对信号进行相敏整流处理后输出一个直流电压； 5)对步骤4)测得的直流电压值进行校准处理后得到特高压直流线路下地面直流电场值。
2.根据权利要求I所述的一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，其特征在于，所述的旋转式场强探头由数字电源供电。
3.根据权利要求I所述的一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，其特征在于，所述的校准处理是指将测得的直流电压值与校准系数相乘得到特高压直流线路下地面直流电场值。
4.根据权利要求I所述的一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，其特征在于，所述的旋转扇叶设置有3-6个。
5.根据权利要求I所述的一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，其特征在于，所述的感应电极板上的交流感应信号根据以下公式产生 ie(t) = ε En2A0 ω sin (η ω t) 其中，ie(t)为交流感应信号，ε为无空间电荷时空气介电常数，E为与旋转扇叶垂直的电场强度，η为旋转扇叶个数，Atl为每片扇叶的表面积，ω为旋转角频率。
全文摘要
本发明涉及一种特高压直流线路下地面直流电场强度测量方法，该方法包括以下步骤1)将旋转式场强探头放置在特高压直流线路下，微型电机驱动旋转扇叶转动，感应电极板向与旋转式场强探头连接的解调放大器输出交流感应信号；2)解调放大器对接收到的交流感应信号进行放大处理；3)旋转扇叶向光电脉冲形成电路发送光电信号，该光电信号通过光电脉冲形成电路产生一个同步方波信号；4)经放大处理后的交流感应信号和同步方波信号同时输入相敏整流电路，经相敏整流处理后输出一个直流电压；5)对步骤4)测得的直流电压值进行校准处理后得到特高压直流线路下地面直流电场值。与现有技术相比，本发明具有能够避免漂移、测量精度高等优点。
文档编号G01R29/12GK102879654SQ20121041063
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者江建华, 苏磊, 辛亮, 齐振生 申请人:上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司, 国家电网公司