一种矩阵式直流合成场强检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种矩阵式直流合成场检测装置，其检测装置包括十台下位机单元，上位机单元，PC机。其特点是：下位机单元由合成场传感器、信号处理电路、ARM、通信模块、AD芯片和电源模块组成，装置共有10个下位机单元；上位机单元采用高性能处理器ARM7，由通信模块、ARM、触摸屏、按键和电源模块组成，能接受10个以上的通道数据，通道可扩展；PC机用来对采集的数据进行存储、统计、分析、展示等一系列工作。每台下位机单元的通信模块分别与上位机单元的通信模块实现通讯，上位机的单片机与PC机相连。

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵式直流合成场强检测装置
本技术涉及直流输电检测领域，尤其涉及直流合成场强检测装置及检测方法。
技术介绍
近年来，随着我国电力事业的迅猛发展，特高压直流输电工程的大力发展，直流输电设备周边的电磁环境越来越受到人们的关注，对直流电磁环境的检测技术也日益成为电力及环保行业研究的焦点。直流合成场是直流输电线路和换流站的主要电磁环境参数，随着我国对输变电工程环境影响评价工作的开展，对直流合成电场的检测已成为一项重要的工作。直流输电线路的合成电场主要是由导线上电压产生的静电场以及由导线起晕产生空间电荷形成的离子流场叠加产生的。合成电场的测量较易受到环境的影响，而目前国内针对直流合成电场的测量装置主要是单个点位的测量，未考虑测量过程中不同点位测量时环境的变化，其测量结果也未能加以处理，只有超标与否。因此设计和开发精确的检测装置十分迫切和必要。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种多点位的直流合成场测量装置，使用该装置可以消除测量过程中因环境变化导致的测量误差。为了达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种矩阵式直流合成场强检测装置，包括：下位机单元、上位机单元及PC机；所述的下位机单元由多个下位机组成，每台下位机由合成场传感器、信号处理器、第一通信模块、A/D芯片、第一单片机和第一电源模块组成；合成场传感器将直流电场信号转换为交流信号，并将交流信号发送给信号处理器，信号处理器对信号的幅值放大和场强极性判断后把信号发送给A/D芯片和第一单片机；A/D芯片和第一单片机对采集的信号进行实时处理，然后通过无线信号将信号传输到上位机中，第一电源模块分别为A/D芯片、第一单片机、第一通信模块供电；所述的上位机单元由多个上位机组成，每台上位机由第二通信模块、第二单片机、显示屏、操作键盘和第二电源模块组成，上位机中第二通信模块接收来自下位机的信号，并将信号发送给第二单片机，第二单片机将数据处理后通过USB接口线传入PC机，PC机通过软件对测量数据进行处理；第二电源模块分别为第二通信模块和第二单片机供电；其第二通信模块通过无线信号与下位机单元相连，PC机通过USB接口线与上位机单元相连。下位机单元一次测量线路下方多个点位的电场强度，测量同一时间，同一运行状态下，线路下方的地面合成电场强度，上位机单元中的单片机采用高性能处理器ARM7，多通道通信模块，同时接收及处理多个通道数据；合成场传感器将直流电场信号转换为交流信号，信号处理电路实现信号的幅值放大和场强极性判断；单片机对采集的信号进行实时处理；上位机单元通过USB接口线将数据传入PC机，PC机通过软件对参数进行设置及测量数据的处理。矩阵式直流合成场强检测方法，具体为：同时测量一个横截面上多个测点的合成电场强度，避免因环境变化或线路运行状态的改变而产生的测量误差；对于每一个测量点，在最少测量时间段30min内，至少记录100个数据。每个测点数据按绝对值大小排序，求出95％的数据不超过的值为最大值；80％不超过的值为80％值；50％不超过的值为平均值；通过矩阵式检测方法，在线路下方形成矩阵式测点分布，通过PC机中的Matlab软件对测量数据进行处理，得到合成电场的特征值及特征曲线，拟合出一个档距内的地面三维合成电场分布。附图说明图1是本技术直流合成场检测装置的电路原理图图中所示：1.下位机单元，2.上位机单元，3.PC机，101.合成场传感器，102.信号处理器，103.A/D芯片，104.第一电源模块，105.第一单片机，106.第一通信模块，201.第二通信模块，202.第二电源模块，203.第二单片机，204.操作键盘，205.液晶显示具体实施方式为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合实例对技术方案进行清楚、完整地描述。矩阵式直流合成场检测装置的运行机理：每台下位机单元1由合成场传感器101、信号处理器102、第一通信模块106、A/D芯片103、第一单片机105和第一电源模块104组成；上位机单元2由第二通信模块201、第二单片机203、液晶显示205、操作键盘204和第二电源模块202组成，其通信模块201通过无线信号与下位机单元1相连，PC机3通过USB接口线与上位机单元2相连。在PC机上通过参数设置界面设置参数，下达开始检测的命令。PC机通过USB接口将命令传到上位机，上位机的通信模块通过无线信号同时向多个下位机单元发出开始检测的命令；下位机单元开始检测：合成场传感器将直流电场信号转换为交流信号，信号处理电路实现信号的幅值放大和场强极性判断；单片机对采集的信号进行实时处理，然后通过无线信号传输到上位机；上位机中单片机将数据处理后通过USB接口线传入PC机，PC机通过软件对测量数据进行处理。优选的，矩阵式直流合成场检测方法：测点应选择在地势平坦的地段，要远离杆塔，树木，篱笆，高草或其它不规则的突出物体，以避免邻近物体的影响。在测量时应沿线路横断面选择多个测量点进行测量。地面合成场强的测量采用边长为1m的接地参考平面、离子流密度的测量采用边长为1m的正方形金属板为接收极板，放置在绝缘良好的高度为5cm的支架上。二者摆放应平行与极导线方向，且接地板和接收板边缘一致。优选的，所有测量仪器在主机控制下同时进行测量，然后依次将测量数据传送至主机，由主机显示并记录。直流合成场强测试仪自动记录数据，记录时间间隔可选为2s，也可以采用其它时间间隔。每个测点每次测量数据不少于100个。多点同时测量时，应采用自动记录方式进行测量。测量仪器的传感头应与测量人员保持足够远的距离(至少要2.5m)，避免在传感头处产生较大的电场畸变；与固定物体的距离应该不小于1m，以减小固定物体对测量值的影响。优选的，测量时应记录以下数据：地面合成场强测量值、环境温度、相对湿度、气压、风速、风向。被测线路或换流站名称、运行电压和极性，测量档距两端的杆塔编号、线路走向、同杆线路回数、线路排列方式、导线型号、极导线分裂数、测量位置处极母线对地高度、极间距以及每一次测量的开始时间与结束时间。优选的，每个测点数据按绝对值大小排序，求出95％的数据不超过的值为最大值；80％不超过的值为80％值；50％不超过的值为平均值。每一横截面上测量数据可以通过预先编写的软件形成特征值和特征曲线。在多个横截面进行测量，可以得到一个档距内的地面三维合成电场分布趋势图。说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该技术，而不用于限制本技术的范围，本领域技术人员对于本技术所做的等价置换等修改均认为是落入该技术权利要求书所保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩阵式直流合成场强检测装置，其特征在于：该装置包括下位机单元(1)、上位机单元(2)及PC机(3)；所述的下位机单元(1)由多个下位机组成，每台下位机由合成场传感器(101)、信号处理器(102)、第一通信模块(106)、A/D芯片(103)、第一单片机(105)和第一电源模块(104)组成；合成场传感器(101)将直流电场信号转换为交流信号，并将交流信号发送给信号处理器(102)，信号处理器(102)对信号的幅值放大和场强极性判断后把信号发送给A/D芯片(103)和第一单片机(105)；A/D芯片(103)和第一单片机(105)对采集的信号进行实时处理，然后通过无线信号将信号传输到上位机中，第一电源模块(104)分别为A/D芯片(103)、第一单片机(105)、第一通信模块(106)供电；所述的上位机单元(2)由多个上位机组成，每台上位机由第二通信模块(201)、第二单片机(203)、显示屏(205)、操作键盘(204)和第二电源模块(202)组成，上位机中第二通信模块(201)接收来自下位机的信号，并将信号发送给第二单片机(203)，第二单片机(203)将数据处理后通过USB接口线传入PC机(3)，PC机通过软件对测量数据进行处理；第二电源模块(202)分别为第二通信模块(201)和第二单片机(203)供电；其第二通信模块(201)通过无线信号与下位机单元(1)相连，PC机(3)通过USB接口线与上位机单元(2)相连。...

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式直流合成场强检测装置，其特征在于：该装置包括下位机单元(1)、上位机单元(2)及PC机(3)；所述的下位机单元(1)由多个下位机组成，每台下位机由合成场传感器(101)、信号处理器(102)、第一通信模块(106)、A/D芯片(103)、第一单片机(105)和第一电源模块(104)组成；合成场传感器(101)将直流电场信号转换为交流信号，并将交流信号发送给信号处理器(102)，信号处理器(102)对信号的幅值放大和场强极性判断后把信号发送给A/D芯片(103)和第一单片机(105)；A/D芯片(103)和第一单片机(105)对采集的信号进行实时处理，然后通过无线信号将信号传输到上位机中，第一电源模块(104)分别为A/D芯片(103)、第一单片机(105)、第一通信模块(106)供电；所述的上位机单元(2)由多个上位机组成，每台上位机由第二通信模块(201)、第二单片机(203)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳阳，
申请(专利权)人：武汉智网兴电科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42