一种用于场强测试的电极选型方法、记录媒体及系统技术方案

本发明专利技术属于电场测试技术领域，特别涉及一种用于场强测试的电极选型方法，包括以下步骤：通过调整不同的振动式屏蔽电极片的外廓及条状镂空栅格形状和栅格的间距，并对所述屏蔽电极片的条状镂空栅格两端及中部的场强变化进行测量，建立数学模型，选择对待测直流电场产生最小畸变的所述屏蔽电极片的型式。该方法既规避了传统测量方法中离子流扰动对测量信号的影响，又解决了振动式场强测试中电极引起的电场畸变问题，提升了测量的准确性。本发明专利技术还公开了一种物理装置去实施上述方法；并提供一种存储有该方法程序的非暂态可读记录媒体及包含该媒体的系统，通过处理电路可以调用程序，执行上述方法。执行上述方法。执行上述方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于场强测试的电极选型方法、记录媒体及系统


[0001]本专利技术属于电场测试
，公开了一种用于场强测试的电极选型方法、记录媒体及系统。

技术介绍

[0002]直流合成电场测量基本是通过屏蔽电极片和感应电极片的相对运动，使得传感面周期性交替暴露于直流电场中，通过暴露面积的变化使得接收的电场信号交变，通过信号调理获得正弦交流信号与场强的关系。由于交流信号获得需要通过面积暴露，即间隙设计实现，因此，间隙形状直接决定了电流信号的正弦程度。现有场磨式合成场测量采用的基于旋转扇片式结构，测量时扇片转动形成表面风，对离子流的扰动导致测量信号带有直流信号，严重影响测量的准确性。
[0003]屏蔽电极片和感应电极片相对运动选择怎样的型式才能改善离子流扰动对测量信号的影响，屏蔽电极片的形状如何设计，才能使得检测场强设备中的电极造成的场强畸变更小一直是场强测试人员所面临的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题及多数情况下高压直流输电形成的电场方向为竖直方向，本专利技术提供一种用于场强测试的电极选型方法，具体方案包括：包括将感应电极片置于外表面包括带有一列条状镂空栅格的屏蔽电极片的金属壳内，使所述感应电极片和屏蔽电极片均垂直于电场线方向。所述条状镂空栅格的长度是宽度的两倍以上，宽度为排列方向，设置所述感应电极片在所处平面内相对于所述感应电极片沿所述排列方向振动，一个振动周期内完成对所述条状镂空栅格的完全遮闭至完全通透；
[0005]所述屏蔽电极片的选型包括设置不同的屏蔽电极片的外廓形状、所述条状镂空栅格的形状和相邻所述条状镂空栅格的间距，调整所述外廓形状、条状镂空栅格的形状和相邻所述条状镂空栅格的间距，并对所述屏蔽电极片的条状镂空栅格两端及中部的场强变化进行测量，选择对待测直流电场产生最小畸变的所述屏蔽电极片的型式。
[0006]上述方法能快速判别出怎样设计电极片的型式才能改善离子流扰动对测量信号的影响，且使得检测场强设备中的电极造成的场强畸变更小。
[0007]优选的，所述外廓形状的备选设置为矩形或圆形；单个所述条状镂空栅格形状的备选设置为矩形、矩形端头倒圆的条形或椭圆形。
[0008]这样就由2种所述外廓形状和3种单个所述条状镂空栅格形状排列组合形成2
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3＝6种备选型式。从经验上看这种规则的形状较其他形状更易配合感应电极的运动行成交变感应电流，从而避免了对其余各种形状排列方式的测试，节省了测试时间和计算资源。
[0009]优选的，一列所述条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为矩形或圆形。
[0010]进一步的，一列所述条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置仅为矩形。
[0011]进一步的，一列所述条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为圆形时，单个所述条
状镂空栅格形状备选设置仅为矩形端头倒圆的条形。
[0012]进一步筛选方案后，对应整列条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为矩形时存在上述的6种备选型式；
[0013]而对应所述条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为圆形时，则因为单个所述条状镂空栅格形状备选设置只有1种“矩形端头倒圆的条形”，与所述外廓形状备选设置为矩形或圆形排列组合，共有1
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2＝2种备选型式。
[0014]更进一步的，设置每个所述条状镂空栅格等宽且宽度与各相邻所述条状镂空栅格的间距相同。
[0015]优选的，各相邻所述条状镂空栅格的间距设置为3mm、5mm、10mm、15mm中的任一项。
[0016]经过对方案的前期筛选，能够大幅降低没有意义的数据冗余，能较快的检索出我们需要的且易于加工的屏蔽电极片的结构型式。
[0017]本专利技术的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，当执行指令时，将致使处理电路执行上述的一种用于场强测试的电极选型方法。
[0018]本专利技术的又一方案在于提供一种用于场强测试的电极选型系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行上述一种用于场强测试的电极选型方法。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例中一列条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为矩形时存在6种备选型式的屏蔽电极片结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中一列条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为圆形时存在2种备选型式的屏蔽电极片结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中作为电极的金属片置于电场内的仿真模型图；
[0022]图4为本专利技术实施例中作为电极的金属片置于电场内的表面场强云图；
[0023]图5为本专利技术实施例中场强仿真分析曲线坐标系的选取示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例中选取不同栅格间距时在栅格长度方向的场强分布图；
[0025]图7为本专利技术实施例中一个周期内电场线穿过感应电极片的面积曲线；
[0026]图8为本专利技术实施例中单个所述条状镂空栅格形状设置为椭圆形所产生的感应电流时域和频域图；
[0027]图9为本专利技术实施例中原有场磨式测量装置产生的感应电流时域和频域图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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描述，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创新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。
[0029]当电场内存在金属体时，空间场强将会受到影响而发生畸变。在设计测量装置探头(即包括下文中提到的屏蔽电极片、感应电极片和附属运动机构)结构时，应当尽量减小
探头本身对场强的影响。当探头对所处电场的场强的影响在可接受范围内，则可将该处视为均匀场强，测量的数据进行标定后即可得到准确场强；但若探头使所处地点的原始场强发生局部畸变，场强不再均匀，则探头所测的数据与实际场强的数值的离散程度将增加。为减小这方面的影响，对屏蔽电极片进行仿真分析，选择合适的结构，使得屏蔽电极附近场强畸变程度尽可能小。
[0030]在仿真时采用静电场模型。在电极片所处的区域内为无源场，电位函数满足拉普拉斯方程：
[0031]由边界条件决定金属片所处场强，边界条件满足下式：
[0032][0033]其中表示电位，Γ表示边界面，该式的含义为，模型中上边界电位为U，下边界电位为0。
[0034]在图1、图2的8种结构型式中，取屏蔽电极片外廓为边长为200mm的正方形、一列条状镂空栅格外轮廓为矩形，单个所述条状镂空栅格为长60mm，宽5mm矩形框，各相邻所述条状镂空栅格的间距相同为5mm的结构作为进行仿真实验的实施例。对其施加恒定场强的方式为，搭建垂直距离为2m的平行极板，上极板电位为10kV，下极板接地，则屏蔽电极片所处场强为5kV/m，上下极板均为3m
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3m的正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于场强测试的电极选型方法，包括将感应电极片置于外表面包括带有一列条状镂空栅格的屏蔽电极片的金属壳内，使所述感应电极片和屏蔽电极片均垂直于电场线方向，其特征在于还包括以下步骤：所述条状镂空栅格的长度是宽度的两倍以上，宽度为排列方向，设置所述感应电极片在所处平面内相对于所述感应电极片沿所述排列方向振动，一个振动周期内完成对所述条状镂空栅格的完全遮闭至完全通透；所述屏蔽电极片的选型包括设置不同的屏蔽电极片的外廓形状、所述条状镂空栅格的形状和相邻所述条状镂空栅格的间距，调整所述外廓形状、条状镂空栅格的形状和相邻所述条状镂空栅格的间距，并对所述屏蔽电极片的条状镂空栅格两端及中部的场强变化进行测量，选择对待测直流电场产生最小畸变的所述屏蔽电极片的型式。2.根据权利要求1所述的一种用于场强测试的电极选型方法，其特征在于，所述外廓形状的备选设置为矩形或圆形；单个所述条状镂空栅格的形状的备选设置为矩形、矩形端头倒圆的条形或椭圆形。3.根据权利要求2所述的一种用于场强测试的电极选型方法，其特征在于，一列所述条状镂空栅格的外轮廓形状备选设置为矩形或圆形。4.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，张广洲，方书博，柳逢春，冯智慧，陈秀芳，韩晴，涂杉，张屹峰，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司国网电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：