一种导体悬浮电位非接触式测量系统技术方案

本发明专利技术公开一种悬浮电位的远程在线测量系统，该系统包括电位测量仪，用于测量电场中待测导体的悬浮电位；屏蔽罩，设置于所述电位测量仪的电位测量探头的上方，用于屏蔽外界电场以及空间电荷；电位引入组件，与所述待测导体连接，将所述待测导体的悬浮电位引入屏蔽罩内，以使所述电位测量仪对所述待测导体的悬浮电位进行远程在线测量。因此，通过实施本发明专利技术的悬浮电位的远程在线测量系统，采用设计的屏蔽罩进行非接触式测量，避免HVDC线路及空间电荷对测量的影响，进而可以在空间存在空间电荷、且不移除原有电场的情况下，对电场中悬浮导体电位进行精准测。

A Non-contact Measuring System for Suspension Potential of Conductor

The invention discloses a remote on-line measurement system of suspension potential, which includes a potential measuring instrument for measuring suspension potential of conductor to be measured in electric field; a shielding cover, which is arranged above the potential measuring probe of the potential measuring instrument, is used for shielding external electric field and space charge; a potential introducing component is connected with the conductor to be measured to suspend the conductor to be measured. The potential is introduced into the shielding cover to enable the potential measuring instrument to measure the suspension potential of the conductor to be measured remotely on-line. Therefore, by implementing the remote on-line measurement system of suspension potential of the present invention, the non-contact measurement is carried out by using the designed shield to avoid the influence of HVDC lines and space charges on the measurement, and the suspension conductor potential in the electric field can be accurately measured without removing the original electric field.

【技术实现步骤摘要】
一种导体悬浮电位非接触式测量系统
本专利技术涉及高电压工程
，特别涉及一种导体悬浮电位非接触式测量系统。
技术介绍
近年来，高压直流(HVDC)输电技术广泛应用于大容量、远距离的电力传输。HVDC输电线路周围存在静电场，当输电线路表面的电场强度超过起晕场强时，其将发生电晕放电。在一些情况下，出于经济原因的考量，输电线路允许产生电晕放电，由电晕放电产生的空间电荷，沿电场线运动会形成离子流场。在某些特定地区，比如居民区、换流站等，对电磁环境的要求较高，因此需要通过对输电线路结构的优化，可以减弱甚至消除电晕放电，从而避免空间电荷对电磁环境产生影响。在行业内，将这种不存在空间电荷的静电场称为标称电场。日常生活中，绝缘杆上存在导体的情况十分普遍，比如木桩上的铁丝、穿着胶鞋的人、轮胎上的车辆等。当这些导体处于HVDC线路附近时，这些导体的悬浮电位可能会非常高。当人体与存在电位差的导体互相接触，可能发生暂态电击(ESD)，造成刺痛感，产生恐慌情绪，严重影响人们的工作和生活。其中，所谓悬浮电位是指：在电场影响下，与大地绝缘的导体上因电荷积聚，使其与大地之间产生电位差。当电位悬浮导体处于标称电场中时，导体通过与HVDC线路之间的耦合电容充电，悬浮电位将会升高。当导体处于离子流场中时，其悬浮电位主要由离子流充电获得。导体的悬浮电位是评价暂态电击严重性的重要指标。一般来讲，导体的悬浮电位可以通过接触法或非接触法进行检测，对这两种测量方法分别说明如下：1、接触测量法接触式静电计的使用与普通电压表类似，主要用于测量导电物体上的电位。为防止导体上的电荷泄露，静电计应有很大的内阻，一般在TΩ级别。然而，在实际测量时，静电计内阻可能因为环境的影响或老化而减小，静电计若内阻存在问题，则难以保证其测量结果的有效性。此外，调整接触式静电计的测量范围也较为复杂。2、非接触测量法非接触式静电计通过附加的旋转或振动装置，将直流场转换成为周期性信号进行测量，主要用于测量绝缘介质的电位分布。由于非接触式静电计与被测样品没有接触，在使用这一方法时，一般不用考虑电荷泄露问题。另外，非接触法也可以用于测量导体电位。在测量前，应利用标准电压源对仪器进行校准，从而修正测量误差。当测量距离确定时，进行校准后，非接触测量可以测量任何形状导体的电位。但是，在HVDC输电线路附近，现有的非接触式静电计的感应信号可能会受到线路或空间电荷产生的电场的影响。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述技术问题，本专利技术实施例提出一种悬浮电位的远程在线测量系统，通过将离子流场中悬浮导体电位引到一个屏蔽外界电场以及空间电荷的理想环境中，在屏蔽罩内进行非接触式测量，避免HVDC线路及空间电荷对测量的影响，进而可以在空间存在空间电荷、且不移除原有电场的情况下，对电场中悬浮导体电位进行精准测。为实现上述目的，本专利技术实施例公开一种悬浮电位的远程在线测量系统，该系统包括：电位测量仪，用于测量电场中待测导体的悬浮电位；屏蔽罩，设置于所述电位测量仪的电位测量探头的上方，用于屏蔽外界电场以及空间电荷；电位引入组件，与所述待测导体连接，将所述待测导体的悬浮电位引入屏蔽罩内，以使所述电位测量仪对所述待测导体的悬浮电位进行远程在线测量。作为一种可选的实现方式，所述电位引入组件进一步包括：连接导线，与具有悬浮电位的所述待测导体连接；绝缘杆，穿设于所述屏蔽罩；所述绝缘杆内设置有金属导杆，所述金属导杆的一端与连接导线连接，所述金属导杆的另一端设置有末端测量电极，所述末端测量电极与电位测量探头之间的距离可调控。可选地，所述电位测量探头与所述末端测量电极对应设置，通过调节所述绝缘杆控制所述末端测量电极与所述电位测量探头之间的距离，以使所述电位测量探头的量程范围内。基于上述实施例，可选的是，所述电位引入组件穿设于屏蔽罩，且在穿设处设置有位置调控器件；所述位置调控器件用于调控所述电位引入组件伸入到屏蔽罩内的长度，并用于固定电位引入组件。作为一种可选的实现方式，所述末端测量电极为导体电位球体；和/或，所述绝缘杆为圆柱形空心环氧树脂杆，其内部包含所述金属导杆，所述环氧树脂杆通过位置调控器件连接于所述屏蔽罩。基于上述任一种实施例，可选地，所述屏蔽罩配置有绝缘杆，通过所述绝缘杆设置于电位测量探头的上方；所述电位测量探头的外壳与所述屏蔽罩相接触并接地；和/或，屏蔽罩外部具有绝缘层，与外界空间绝缘。可选地，所述电位测量探头无线或有线连接于电位测量仪；和/或，所述电位测量仪为旋转式电位测量仪或振动式电位测量仪。基于上述实施例，上述悬浮电位的远程在线测量系统可进一步包括：测量校准装置，用于根据所获取的所述电位测量探头的实际测量结果，进行电位计算和校准，得到实际的悬浮电位。作为一种可选的实施方式，所述测量校准装置包括：施压电源，用于提供校准用的参考电压；调整装置，用于根据所述参考电压，调整所述电位测量探头位置，以校准所述电位测量探头的测量值。基于上述实施例，作为一种可替代的方案，上述测量校准装置或可包括：施压电源，用于提供校准用的参考电压；拟合装置，用于将施加电压与所述电位测量探头示数进行拟合，得到拟合函数；以及，利用拟合函数，将所述电位测量探头的测量值转化为校准后的真实值。可选地，上述悬浮电位的远程在线测量系统可为便携式远程在线测量系统。相对于现有技术，本专利技术各实施例具有以下优点：采用本专利技术实施例披露的悬浮电位的远程在线测量系统后，利用非接触式测量的原理，避免了电位悬浮导体的电荷泄漏，并利用导体等电位的特性，将电晕导线产生的悬浮电位用引线引入屏蔽罩内的电极，从而避免了空间电荷的干扰，进而可以在空间存在空间电荷、且不移除原有电场的情况下，对电场中悬浮导体电位进行精准测量。本专利技术实施例披露的悬浮电位的远程在线测量系统可应用于对于输电线路附近人体暂态电击的研究，不同的悬浮电位，对人体暂态电击的影响程度不同，悬浮电位的测量数据为输电线路附近人体暂态电击研究的关键性数据。本专利技术实施例的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。附图说明构成本专利技术实施例一部分的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例公开的悬浮电位的远程在线测量系统的组成示意图；图2为本专利技术悬浮电位的远程在线测量系统实施例中部分组件示意图；以及图3为本专利技术实施例公开的悬浮电位的远程在线测量系统测量结果分析示意图。附图标记说明100电位测量仪101电位测量探头200绝缘杆201金属导杆300导体电位球400屏蔽罩500连接导线501绝缘板600电晕导线601空间电荷602电源700待测导体800绝缘支架具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本专利技术的各实施例作进一步说明：针对上述离子流场中测量悬浮电位所面临的问题，本专利技术提出了一种改进的非接触式悬浮电位测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬浮电位的远程在线测量系统，其特征在于，该系统包括：电位测量仪，用于测量电场中待测导体的悬浮电位；屏蔽罩，设置于所述电位测量仪的电位测量探头的上方，用于屏蔽外界电场以及空间电荷；电位引入组件，与所述待测导体连接，将所述待测导体的悬浮电位引入屏蔽罩内，以使所述电位测量仪对所述待测导体的悬浮电位进行远程在线测量。

【技术特征摘要】
1.一种悬浮电位的远程在线测量系统，其特征在于，该系统包括：电位测量仪，用于测量电场中待测导体的悬浮电位；屏蔽罩，设置于所述电位测量仪的电位测量探头的上方，用于屏蔽外界电场以及空间电荷；电位引入组件，与所述待测导体连接，将所述待测导体的悬浮电位引入屏蔽罩内，以使所述电位测量仪对所述待测导体的悬浮电位进行远程在线测量。2.根据权利要求1的悬浮电位的远程在线测量系统，其特征在于，所述电位引入组件进一步包括：连接导线，与具有悬浮电位的所述待测导体连接；绝缘杆，穿设于所述屏蔽罩；所述绝缘杆内设置有金属导杆，所述金属导杆的一端与连接导线连接，所述金属导杆的另一端设置有末端测量电极，所述末端测量电极与电位测量探头之间的距离可调控。3.根据权利要求2的悬浮电位的远程在线测量系统，其特征在于，所述电位测量探头与所述末端测量电极对应设置，通过调节所述绝缘杆控制所述末端测量电极与所述电位测量探头之间的距离，以使所述电位测量探头的量程范围内。4.根据权利要求3的悬浮电位的远程在线测量系统，其特征在于，所述电位引入组件穿设于屏蔽罩，且在穿设处设置有位置调控器件；所述位置调控器件用于调控所述电位引入组件伸入到屏蔽罩内的长度，并用于固定电位引入组件。5.根据权利要求4的悬浮电位的远程在线测量系统，其特征在于：所述末端测量电极为导体电位球体；和/或，所述绝缘杆为圆柱形空心环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢铁兵，王东来，郝黎明，程露莹，徐鹏，陈博，李学宝，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11