非接触式交直流悬浮导体电位测量系统及方法技术方案

本公开提出了非接触式交直流悬浮导体电位测量系统及方法，包括：环境探测模块、非接触式电压测量模块及控制模块；环境探测模块，用于感应出在不同电场类型下的信号；非接触式电压测量模块，以一定频率通过非接触的方式在与被测导体连线方向往复振动，与被测导体之间的分布电容值随之变化，从而感应出的电荷量发生变化；控制模块被配置为接收环境探测模块的输出信号并自动识别出所处的电场类型，控制电机旋转使得非接触式电压测量模块工作，并基于该模块的反馈信号计算电压值。利用系统中的交直流电场测量模块探测现场环境中的电场类型，从而控制振动式电极片的振动与否，达到自动切换测量模式的目的。

【技术实现步骤摘要】
非接触式交直流悬浮导体电位测量系统及方法
本公开属于高电压工程
，尤其涉及非接触式交直流悬浮导体电位测量系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着我国输电线路电压等级的不断提高，输电走廊面积稀缺，特高压线路带来的电磁环境问题不断突显出来。在输电线路规模不断扩大的过程中，国内的输电走廊资源变得越来越紧缺，许多输电线路难以避免地存在跨越农田、塑料大棚等情况，高压输电线路的附近也会存在房屋等建筑物。塑料大棚的内部一般存在着金属骨架或用于固定的金属丝等，我们将未进行良好接地的金属导体称为悬浮导体。高压线路下的悬浮导体在电磁场中能够感应出高压，其成因分为电磁感应和静电感应两部分。悬浮导体感应电压存在很大的安全隐患，有生活在高压输电线附近的居民表示，在打伞经过高压线时，会有一种电“麻”的感觉；在高压线下的菜地中，触摸捆绑竹制瓜架的铁丝时，会出现电击感；位于输电线路附近的大棚，如果其金属骨架没有良好接地，会出现触摸电击的感觉。目前常用的电压测量工具包括接触式与非接触式两种。接触式电压测量工具利用电压表内阻对待测电压进行电容或电阻式分压。高压直流输电线路常会发生电晕现象，导线电晕产生的空间电荷在电场力的作用下不停地远离导线运动，从而使导线和大地间充满空间电荷。若利用接触式电压测量工具对悬浮导体的电压进行测量，其上积累的空间电荷会通过电压表内阻形成泄露，影响测量结果。非接触式测量工具通常利用测量探头与被测导体之间的寄生电容，在探头上形成电压，再对该电压波形进行采集与处理，得到被测电压值。在测量直流电压时，一般采用振动式电极或者旋转式电极进行电压信号的采集。通过电极片的机械运动将直流电压调制到较高频率的交流电信号，以便于放大和检测。针对高压输电线路下方的感应电压测量的问题，目前还没有专业且便携的测量工具。当利用一般的接触式电压表测量感应电压时，对该电压表的内阻要求很大，一般要达到TΩ级别。直流输电线路下方的悬浮导体上积累了很多空间电荷，接触式电压表测量时会造成电荷泄露，影响测量结果，另外，一般的电压测量工具并没有针对高压输电线路下方的电磁场环境进行电磁屏蔽处理，测量工具内部电路易受到电磁场影响，造成测量结果误差并降低仪器使用寿命。交流、直流高压输电线路下方均存在悬浮导体感应电压的问题，针对交流与直流感应电压的测量需要利用不同的方案。现场测量时，往往要求测量仪器便携且操作简单，对于复杂的工况环境有一定的兼容性。随着大棚建设的不断扩大和增高，感应电压的问题对于居民的生产生活，特别是人身安全的影响越来越大。然而目前还没有针对这一问题进行开发的便携式测量装备，并且能够利用非接触式方法同时测量交直流感应电压较为困难，这使得现场人员难以对感应电压进行准确测量，给感应电压的研究与现场处理带来了困难。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本公开提供了非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，集成两种不同电压类型的测量方案，并且自动识别工况进行测量方式的转换，能给现场测量带来很大的便利。为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：第一方面，公开了非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，包括：环境探测模块、非接触式电压测量模块及控制模块；所述环境探测模块，用于感应出在不同电场类型下的信号；所述非接触式电压测量模块，以一定频率通过非接触的方式在与被测导体连线方向往复振动，与被测导体之间的分布电容值随之变化，从而感应出的电荷量发生变化；所述控制模块被配置为接收环境探测模块的输出信号并自动识别出所处的电场类型，控制电机旋转使得非接触式电压测量模块工作，并基于该模块的反馈信号计算电压值。进一步的技术方案，还包括屏蔽层与外壳，所述屏蔽层为金属屏蔽层，其置于设备绝缘外壳内部，用于屏蔽高压输电线路下方的强电磁场对屏蔽层所包裹的设备中上述环境探测模块、非接触式电压测量模块及控制模块的电子电路的干扰。进一步的技术方案，所述控制模块基于探测现场环境中的电场类型，从而控制振动式电极片的振动与否，进行自动切换测量模式。进一步的技术方案，所述环境探测模块包括螺旋形交直流电场探测器及信号处理模块，所述螺旋形交直流电场探测器在不同电场类型下，感应出电压与电流，经过信号处理模块区分出交流场与直流场，从而自动识别出电场类型。进一步的技术方案，所述金属屏蔽层在环境探测模块和非接触式电压测量模块处开孔，用于环境信息的采集与电压的测量。进一步的技术方案，所述螺旋形交直流电场探测器穿过屏蔽层置于外侧，屏蔽层在振动式电极片处设立略大于电极片面积的缺口，电极片平行于屏蔽层平面。进一步的技术方案，所述环境探测模块还包括温湿度传感器，用以采集现场环境的温度与湿度并传输至信号处理模块。进一步的技术方案，所述非接触式电压测量模块包括电极片、绝缘固定卡扣、电压波形处理模块及振动装置，所述电极片被固定在绝缘固定卡扣上，并连接至振动装置，控制模块控制电机旋转，使得电极片以一定频率在与被测导体连线方向往复振动，电极片与被测导体之间的分布电容值随之变化，从而使得电极片上感应出的电荷量发生变化，电极片连接的导线上出现电流。进一步的技术方案，所述电压波形处理模块对电极片上的波形信号进行处理后，将利于计算的信号发送到控制模块进行电压值的计算。第二方面，公开了非接触式交直流悬浮导体电位测量方法，包括：感应出被测导体所处的电场类型；电极片以一定频率通过非接触的方式在与被测导体连线方向往复振动，使得电极片与被测导体之间的分布电容值随之变化，从而感应出的电荷量发生变化；基于自动识别出所处的电场类型及获得的电极片波形信号计算电压值。以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：本公开技术方案利用系统中的交直流电场测量模块探测现场环境中的电场类型，从而控制振动式电极片的振动与否，达到自动切换测量模式的目的，在一套设备中集成两种不同电压类型的测量方案，并且自动识别工况进行测量方式的转换，能给现场测量带来很大的便利。本公开技术方案能够准确测量交直流高压输电线路下方的悬浮导体感应电压，自动识别电场类型并切换测量模式，环境兼容性强，具有良好的可视性和数据记录能力，为高压输电线路下方的电磁兼容问题整治提供了有效的测量工具。本公开技术方案通过系统工作状态的自动切换，使得设备在交直流输电线路环境中都能够正常使用，极大地便利了现场测量工作的进行。本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本公开实施例系统结构框图；图中，01：螺旋形金属丝；02：温湿度传感器；03：距离感应模块；04：电极片；05：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，其特征是，包括：/n环境探测模块、非接触式电压测量模块及控制模块；/n所述环境探测模块，用于感应出在不同电场类型下的信号；/n所述非接触式电压测量模块，以一定频率通过非接触的方式在与被测导体连线方向往复振动，与被测导体之间的分布电容值随之变化，从而感应出的电荷量发生变化；/n所述控制模块被配置为接收环境探测模块的输出信号并自动识别出所处的电场类型，控制电机旋转使得非接触式电压测量模块工作，并基于该模块的反馈信号计算电压值。/n

【技术特征摘要】
1.非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，其特征是，包括：
环境探测模块、非接触式电压测量模块及控制模块；
所述环境探测模块，用于感应出在不同电场类型下的信号；
所述非接触式电压测量模块，以一定频率通过非接触的方式在与被测导体连线方向往复振动，与被测导体之间的分布电容值随之变化，从而感应出的电荷量发生变化；
所述控制模块被配置为接收环境探测模块的输出信号并自动识别出所处的电场类型，控制电机旋转使得非接触式电压测量模块工作，并基于该模块的反馈信号计算电压值。


2.如权利要求1所述的非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，其特征是，还包括屏蔽层与外壳，所述屏蔽层为金属屏蔽层，其置于设备绝缘外壳内部，用于屏蔽高压输电线路下方的强电磁场对屏蔽层所包裹的设备中上述环境探测模块、非接触式电压测量模块及控制模块的电子电路的干扰。


3.如权利要求1所述的非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，其特征是，所述控制模块基于探测现场环境中的电场类型，从而控制振动式电极片的振动与否，进行自动切换测量模式。


4.如权利要求1所述的非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，其特征是，所述环境探测模块包括螺旋形交直流电场探测器及信号处理模块，所述螺旋形交直流电场探测器在不同电场类型下，感应出电压与电流，经过信号处理模块区分出交流场与直流场，从而自动识别出电场类型。


5.如权利要求1所述的非接触式交直流悬浮导体电位测量系统，其特征是，所述金属屏蔽层在环境探测模块和非接触式电压测量模块处开孔，用于环境信息的采集与电压的测量。


6.如权利要求1所述的非接触式交直流悬浮导体电位测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆照，刘辉，张若兵，赵子新，王传帅，张震，
申请(专利权)人：山东中实易通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37