全过程、全天候电磁环境监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种全过程、全天候电磁环境监测系统及方法，其中该监测系统包括金属固定支架，所述金属固定支架一端接地，另一端连接有三维地参考型电场传感器探头、三维磁场传感器和驻极体电容传声器；三维地参考型电场传感器探头，其用于将检测到电场强度信号依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；三维磁场传感器，其用于将检测到磁场强度信号转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；驻极体电容传声器，其用于将采集到噪声转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；微控制器与数据发送与接收模块相连；该全过程、全天候电磁环境监测系统还包括电源模块，所述电源模块为市电或蓄电池。

Whole process and all-weather electromagnetic environment monitoring system and method

The invention discloses a whole process, all-weather electromagnetic environment monitoring system and method, wherein the monitoring system includes a metal fixing bracket, the metal bracket is connected with the ground, the other end is connected with a three-dimensional reference type electric field sensor probe, 3D magnetic field sensor and electret condenser microphone; three-dimensional reference type electric field sensor probe for, will detect the signal of electric field strength in turn by signal conditioning circuit and A/D conversion circuit is transmitted to the micro controller; 3D magnetic field sensor, which is used for detecting the strength of the magnetic field signal into voltage signal, then the signal conditioning circuit and A/D conversion circuit is transmitted to the micro controller; electret capacitor microphone, which is used for the collected noise is converted into a voltage signal, then the signal conditioning circuit and A/D conversion circuit is transmitted to the micro controller; micro controller The whole process and all-weather electromagnetic environment monitoring system also comprises a power supply module, wherein the power module is a city electricity or a storage battery.

【技术实现步骤摘要】
全过程、全天候电磁环境监测系统及方法
本专利技术属于变电站检测领域，尤其涉及一种全过程、全天候电磁环境监测系统及方法。
技术介绍
目前国内外广泛使用的工频电场的测量仪器大多属于悬浮体场强仪，由于此类场强仪基于悬浮式监测原理，采用绝缘支架进行支撑测试，因此在环境湿度不同的情况下，支架的绝缘程度不同，会导致工频电场有不同程度的畸变，使得仪器读数不同。同时，当环境湿度大于80％或者在雨天时，仪器支架易产生泄露电流，电场畸变较为严重，仪器读数也会偏大很多，因此无法在湿度较高或者阴雨天气下进行监测。如果要做到全过程全天候监测，当前使用的电磁环境的监测仪器还存在以下问题，导致监测工作的开展较为局限：(1)目前使用的电磁环境监测装置多采用电池供电，无法满足长时间工作的需求；(2)目前进行的电磁环境监测工作，往往需要携带电磁环境监测装置、温湿度计、气压计、噪声计等设备，携带仪器较多，操作不方便；因此，当前国内外广泛使用的电磁环境监测仪器无法对输电线路或者变电站的电磁环境数据进行系统地分析，也无法进行实时监视或者对公众提供有说服力的数据。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺点，本专利技术的第一目的是提供一种全过程、全天候电磁环境监测系统。本专利技术的一种全过程、全天候电磁环境监测系统，包括金属固定支架，所述金属固定支架一端接地，另一端连接有三维地参考型电场传感器探头、三维磁场传感器和驻极体电容传声器；所述三维地参考型电场传感器探头，其用于将检测到电场强度信号依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述三维磁场传感器，其用于将检测到磁场强度信号转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述驻极体电容传声器，其用于将采集到噪声转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述微控制器与数据发送与接收模块相连；该全过程、全天候电磁环境监测系统还包括电源模块，所述电源模块为市电或蓄电池。进一步地，所述三维地参考型电场传感器探头，其由三对平行板和一个接地电极组成，每对平行板与一个接地电极之间均由绝缘层填充连接，每对平行板中间也由绝缘层隔开。因为探头是由平板组成的，它使用局限于平坦的地面，对界面上电荷分布的畸变通常是不大的。该系统还包括外置的数字式温湿度集成传感器，所述数字式温湿度集成传感器与微控制器相连。为提高全天候监测过程中温湿度数据的监测精度，特别配置了外置的数字式温湿度集成传感器。数字式温湿度集成传感器外置的好处，一是可以避免元器件长期工作发热使温度数据偏高，二是可以避免内置式使湿度监测不准确。进一步地，该系统还包括数字式气压传感器，所述数字式气压传感器与微控制器相连。本专利技术还利用数字式气压传感器检测输电线路周围的气压信息并传送至微控制器进行存储。进一步地，所述驻极体电容传声器外部还设置有噪声防风罩。为了保证噪声探头测量的稳定，在驻极体电容传声器外部还设置有噪声防风罩后进行噪声测量。进一步地，所述微控制器通过数据发送与接收模块连接至服务器，所述服务器与监控终端相连。本专利技术的全天候电磁环境监测系统采用集成化设计，可以对工频电场、工频磁场、噪声、温度、湿度和气压进行定点实时监测，可根据需要部署多个子系统组成分布式监测网络，具有数据存储和数据共享功能，可通过光纤或蓝牙通讯模块将监测信息实时发送至上位机或服务器，与主站进行实时通信，也可以满足雨雪寒暑等各种户外使用条件。进一步地，所述微控制器还与数据存储模块相连。微控制器获得的温湿度、气压、电场强度或磁场强度信号后传送至数据存储模块进行存储，来保证测量数据的后期应用。本专利技术的第二目的是提供一种全过程、全天候电磁环境监测方法。本专利技术的一种全过程、全天候电磁环境监测方法，包括：在待监测的交流输电线路正下方，距离输电线路预设距离处进行工频电场监测，并记录环境温度、湿度、气压、噪声和电场值。进一步地，在进行噪声监测时，测点选在法定站界外1m、高度1.2m以上的噪声敏感处，测点距墙面和其他反射面不小于1m，距地板1.2～1.5m。进一步地，在进行噪声监测时，微处理器采用A计权算法对噪声进行测量和评价。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的金属固定支架；一方面，通过固定支架对场强测试仪进行固定支撑；另一方面，通过金属支架，将场强仪的地电位与大地相连，保证场强测试仪所监测的电场环境趋近于稳定状态，从而不受环境湿度的影响，实现工频电场在全湿度范围下的稳定监测。(2)本专利技术的全过程、全天候电磁环境监测系统实现了工频电场、工频磁场、可听噪声、环境温度、环境湿度、气压等参数的集成监测，为电磁环境信息影响因素的关联分析、设计验证提供数据依据；通过研究监测装置持续供电技术保证装置能够进行全天候24小时持续监测。(3)全天候电磁环境监测系统有全天候长时间连续工作的性能要求，选择最可靠的市电电源或蓄电池供电，其中，蓄电池供电：综合考量临时性测量任务工作时长，将蓄电池容量设计为12小时以上，同时蓄电池由非金属外壳特殊制作封装，减小对监测数据的影响；市电供电：若要满足全天候监测要求，必须引入220V市电对全天候电磁环境监测系统长期供电，在结构设计过程中发现，对电场监测数据影响非常大的有两个模块，一是电源模块，二是有线通讯模块，因此必须采用外置充电器方式供电，并在电路板上加入网线和通讯模块，形成独立的电源通讯服务器，实现全天候电磁环境监测系统长时供电、蓄电池充电、数据有线通信功能。另外，地参考型监测方法中，接地电极也经由此电源模块电路板接地。附图说明图1是本专利技术的一种全过程、全天候电磁环境监测系统结构示意图。图2是三维地参考型电场传感器探头结构示意图。图3是驻极体电容传声器电转换原理图。图4是场复位置位电路图。图5是温湿度测量电路图。图6是气压测量电路图。图7是电源模块电路图。图8是I位置监测装置工频电场数据对比。图9是II位置监测装置工频电场数据对比。图10是III位置监测装置工频电场数据对比。图11是工频磁场测量对比。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明：图1是本专利技术的一种全过程、全天候电磁环境监测系统结构示意图。如图1所示的全过程、全天候电磁环境监测系统，包括金属固定支架，所述金属固定支架一端接地，另一端连接有三维地参考型电场传感器探头、三维磁场传感器和驻极体电容传声器；所述三维地参考型电场传感器探头，其用于将检测到电场强度信号依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述三维磁场传感器，其用于将检测到磁场强度信号转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述驻极体电容传声器，其用于将采集到噪声转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述微控制器与数据发送与接收模块相连；该全过程、全天候电磁环境监测系统还包括电源模块，所述电源模块为市电或蓄电池。其中，为了提高全天候监测过程中电场监测数据的准确度，设计了金属固定支架，可以保证全天候电磁环境监测系统处于一个稳定的工频电场环境中，这样就大大降低环境湿度对电场监测的影响。金属固定支架全高1.5m，在顶部安装全天候电磁环境监测系统，并根据噪声测量规范和经验，在1.2m位置设置45°斜向上安装管，用于安装噪声探头。底部集成设备箱，可将电源通讯服本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全过程、全天候电磁环境监测系统，其特征在于，包括金属固定支架，所述金属固定支架一端接地，另一端连接有三维地参考型电场传感器探头、三维磁场传感器和驻极体电容传声器；所述三维地参考型电场传感器探头，其用于将检测到电场强度信号依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述三维磁场传感器，其用于将检测到磁场强度信号转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述驻极体电容传声器，其用于将采集到噪声转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述微控制器与数据发送与接收模块相连；该全过程、全天候电磁环境监测系统还包括电源模块，所述电源模块为市电或蓄电池。

【技术特征摘要】
1.一种全过程、全天候电磁环境监测系统，其特征在于，包括金属固定支架，所述金属固定支架一端接地，另一端连接有三维地参考型电场传感器探头、三维磁场传感器和驻极体电容传声器；所述三维地参考型电场传感器探头，其用于将检测到电场强度信号依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述三维磁场传感器，其用于将检测到磁场强度信号转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述驻极体电容传声器，其用于将采集到噪声转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述微控制器与数据发送与接收模块相连；该全过程、全天候电磁环境监测系统还包括电源模块，所述电源模块为市电或蓄电池。2.如权利要求1所述的一种全过程、全天候电磁环境监测系统，其特征在于，所述三维地参考型电场传感器探头，其由三对平行板和一个接地电极组成，每对平行板与一个接地电极之间均由绝缘层填充连接，每对平行板中间也由绝缘层隔开。3.如权利要求1所述的一种全过程、全天候电磁环境监测系统，其特征在于，该系统还包括外置的数字式温湿度集成传感器，所述数字式温湿度集成传感器与微控制器相连。4.如权利要求1所述的一种全过程、全...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧玉魏，赵岩，谢连科，张永，张广洲，张国英，马新刚，刘辉，陈素红，冯智慧，王飞，李勇，尹建光，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37