专利名称：便携式野外交直流电场一体测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电场检测工具，具体涉及一种便携式野外交直流电场一体测
量装置。
背景技术：
随着社会经济的持续发展、电力传输工程的不断建设，输电走廊用地日益紧缺，越来越多的高压交流输电线路和高压直流输电线路已处于相互临近位置，现已出现了高压交流输电线路和高压直流输电线路共走廊并行架设的情况，今后甚至还有可能有高压交流输电线路和高压直流输电线路同塔架设的情况。在上述情况下，输电走廊内线路下的电场是一种交流工频电场和直流恒定电场的混合电场；共走廊、同塔架设等情况下高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场的有效测量关系到对该情况下线路电磁环境进行准确研究和评价。但是目前测量电场的设备也无法实现交流电场和直流电场的同时一体测量，不能满足需求。由于电力传输工程地处野外，急需一种可便于携带、具有多种形式电源的交直流电场测量装置。但是，现在尚没有相关的野外测量装备可对电力传输工程现场的交直流混合电场进行直接测量，既有的电场测量设备也无法实现交流电场、直流电场的同时、一体测量，并且设备供电方式单一、可靠性差。鉴于现有电场测量装置的上述缺点，本实用新型提供一种具多种供电方式、便于携带的交直流电场一体测量装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种便携式野外交直流电场一体测量装置，解决目前测量电场的设备也无法实现交流电场和直流电场的同时一体测量的问题。为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:一种便携式野外交直流电场一体测量装置，包括电源单元，用于向整个装置提供电能；电源控制单元，用于控制电源的换挡和通断；电场测量单元，用于测量被测量现场高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场，得到电压信号；数据处理单元，用于将测量到的电压信号分离成交流电压信号和直流电压信号；数据显示单元，用于将分离后交流电压信号和直流电压信号转换成可视图像或可读数据。更进一步的技术方案是上述电场测量单元是以一定旋转转速采集测量现场高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场电压信号的场强仪。更进一步的技术方案是上述数据处理单元包括信号分离单元、直流电场平均值运算单元、带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元和交流电场有效值运算单元，其中直流电场平均值运算单元为一路，带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元和交流电场有效值运算单元连接成另一路，均和信号分离单元单元以及数据显示单元相连。更进一步的技术方案是上述信号分离单元包括:由电压互感器和电流互感器组成的传感器模块，用于接收来电场测量单元的电压信号;信号调制模块，用于将电压信号按比例调节成数模转换模块可处理的幅值范围；数模转换模块，用于将经过信号调制模块调节的电压信号转换成单片机可读数字信号;单片机数据分离模块，用于将转换成数字信号的交流电压和直流电压分离；通信模块，用于将直流电压和交流电压分别传送给直流电场平均值运算单元和带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元。更进一步的技术方案是上述数据显示单元包括采集单元、图像处理单元和人机显示单元,所述数据采集单元与数据处理单元相连接，图像处理单元与数据采集单元相连接，人机显示单元与图像处理单元相连接。更进一步的技术方案是上述电源单元包括220V移动交流电源和车载直流电源，所述电源控制单元包括与220V移动交流电源相适配的交流输入端口、与车载直流电源相适配的直流输入端口、输出端口和接地端口。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:1、本实用新型由于采用了具备多种形式电源接口的电源单元，可以根据测量现场的实际情况，选择适合的供电设备作为整个测量装置的电源，因此实现了本实用新型便于携带、具有野外测量作业的功能。2、本实用新型由于采用了具有数据对比技术的信号分离单元，这样经大气场强仪测量得到的交直流电场的电压信号分离为直流电场信号和交流电场信号，直流电场信号经平均值运算电路转换处理得到的直流电场值输入数据采集单元，交流电场信号经窄带通滤波器、有效值运算电路转换处理得到的交流电压有效值也输入数据采集单元，因此实现了本实用新型测量高压交流输电线路产生的交流电场和直流输电线路产生的直流电场的性倉泛。3、本实用新型由于采用了具有信号滤波技术的窄带通滤波器，通过选择电场测量单元中大气场强仪的旋转转速使其与带通频率相匹配，这样可以去除交流电场中的非工频电场的电压信号，经过交流电场有效值运算电路，最终得到交流工频电场值，因此实现了交流工频电场的可靠测量。本实用新型可以广泛应用于共走廊架设的高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场的测量中。
图1为本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置一个实施例的连接框图。图2为本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置一个实施例的数据处理单元框图。图3为本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置一个实施例的信号分离单元框图。[0028]图4为本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置一个实施例的电源单元和控制单元连接示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1示出了本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置的一个实施例:一种便携式野外交直流电场一体测量装置，包括电源单元，用于向整个装置提供电能；电源控制单元，用于控制电源的换挡和通断；电场测量单元，用于测量被测量现场高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场，得到电压信号；数据处理单元，用于将测量到的电压信号分离成交流电压信号和直流电压信号；数据显示单元，用于将分离后交流电压信号和直流电压信号转换成可视图像或可读数据。根据本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置的另一个实施例，电场测量单元是以一定旋转转速采集测量现场高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场电压信号的场强仪。图2示出了本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置的另一个实施例，其中数据处理单元包括信号分离单元、直流电场平均值运算单元、带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元和交流电场有效值运算单元，其中直流电场平均值运算单元为一路，带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元和交流电场有效值运算单元连接成另一路，均和信号分离单元单元以及数据显示单元相连。图3示出了本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置的另一优选个实施例，其中信号分离单元包括由电压互感器和电流互感器组成的传感器模块，用于接收来电场测量单元的电压信号;信号调制模块，用于将电压信号按比例调节成数模转换模块可处理的幅值范围；数模转换模块，用于将经过信号调制模块调节的电压信号转换成单片机可读数字信号;单片机数据分离模块，用于将转换成数字信号的交流电压和直流电压分离；通信模块，用于将直流电压和交流电压分别传送给直流电场平均值运算单元和带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元。另外，图2还示出了本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置的另一个优选实施例，数据显示单元包括采集单元、图像处理单元和人机显示单元，所述数据采集单元与数据处理单元相连接，图像处理单元与数据采集单元相连接，人机显示单元与图像处理单元相连接。图4示出了本实用新型便携式野外交直流电场一体测量装置的另一个实施例，电源单元包括220V移动交流电源和车载直流电源，所述电源控制单元包括与220V移动交流电源相适配的交流输入端口、与车载直流电源相适配的直流输入端口、输出端口和接地端口。依据测量现场的实际情况，可以将220V移动电源或车载电源通过电力电缆分别连接至电源控制单元上的交流输入端口或直流输入端口，作为电场测量装置的统一电源；在电源控制单元内，经过整流、调压将输入的电能变换为适合测量装置各部分要求的电能信号，由输出端口分配到测量装置的各部分。尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求1.一种便携式野外交直流电场一体测量装置，其特征在于:包括 电源单元，用于向整个装置提供电能； 电源控制单元，用于控制电源的换挡和通断； 电场测量单元，用于测量被测量现场高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场，得到电压信号； 数据处理单元，用于将测量到的电压信号分离成交流电压信号和直流电压信号； 数据显示单元，用于将分离后交流电压信号和直流电压信号转换成可视图像或可读数据。
2.根据权利要求1所述的便携式野外交直流电场一体测量装置，其特征在于:所述电场测量单元是以一定旋转转速采集测量现场高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场电压信号的场强仪。
3.根据权利要求1所述的便携式野外交直流电场一体测量装置，其特征在于:所述数据处理单元包括信号分离单元、直流电场平均值运算单元、带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元和交流电场有效值运算单元，其中直流电场平均值运算单元为一路，带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元和交流电场有效值运算单元连接成另一路，均和信号分离单元单元以及数据显示单元相连。
4.根据权利要求3所述的便携式野外交直流电场一体测量装置，其特征在于:所述信号分离单元包括 由电压互感器和电流互感器组成的传感器模块，用于接收来电场测量单元的电压信号; 信号调制模块，用于将电压信号按比例调节成数模转换模块可处理的幅值范围； 数模转换模块，用于将经过信号调制模块调节的电压信号转换成单片机可读数字信号; 单片机数据分离模块，用于将转换成数字信号的交流电压和直流电压分离； 通信模块，用于将直流电压和交流电压分别传送给直流电场平均值运算单元和带通频率与电场测量单元相匹配的窄带通滤波单元。
5.根据权利要求1所述的便携式野外交直流电场一体测量装置，其特征在于:所述数据显示单元包括采集单元、图像处理单元和人机显示单元，所述数据采集单元与数据处理单元相连接，图像处理单元与数据采集单元相连接，人机显示单元与图像处理单元相连接。
6.根据权利要求1所述的便携式野外交直流电场一体测量装置，其特征在于:所述电源单元包括220V移动交流电源和车载直流电源，所述电源控制单元包括与220V移动交流电源相适配的交流输入端口、与车载直流电源相适配的直流输入端口、输出端口和接地端□。
专利摘要本实用新型公开了一种电场检测工具，具体涉及一种便携式野外交直流电场一体测量装置，电源单元、电源控制单元、电场测量单元、数据处理单元和数据显示单元。本实用新型的作用是具有能够测量高压交流输电线路产生的交流电场和直流输电线路产生的直流电场的性能，并且可靠；另外本实用新型便于携带、具有野外测量作业的功能，可以广泛应用于共走廊架设的高压交流输电线路和高压直流输电线路所产生的交直流电场的测量中。
文档编号G01R29/12GK203054098SQ201220647169
公开日2013年7月10日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者吴驰, 朱军, 刘凡, 吴广宁, 朱轲, 曹晓斌, 石超群, 张龙伟, 吴静文 申请人:四川电力科学研究院, 国家电网公司