一种交直流混合电场测量系统的制作方法

本实用新型涉及一种交直流混合电场测量系统，属于直流和工频强电感应测量技术和高压工程安全生产领域。

背景技术：

随着我国国民经济的高速发展，电力需求与俱增；同时我国负荷中心与能源中心的逆向分布，使得我国电网建设承担着大范围优化资源配置的重要作用。经济发达地区土地资源稀缺，负荷集中，环境保护压力大，因此将一次能源在能源中心转化为清洁二次能源，再输送到这些区域是缓解这些区域环境压力的主要途径经济发达地区电网密集，使得线路路径越来越紧张，电网建设也逐渐受到线路路径选择的制约，输电用地的拆迁等费用更是日益昂贵，在线路投资中比例越来越大，甚至出现拆迁费远远大于工程造价的情况。而且，华东等局部区域由于线路走廊趋紧张，目前已采取了交流特高压、直流特高压、直流线路极导线垂直配列，双回直流线路同塔架设等工程和技术措施以改善环境和减小对走廊的占用；但输电线路路径选择仍然十分闲难，改造现有输电线路走廊或在线路设计时，使多条超特高压交直流线路同塔架设，有效提高单位走廊输送容量，可有效节省土地资源，减小输电线路环境影响，是线路走廊紧张地区的线路设计的最优选择。

工程上已经提出了特高压交直流线路泡合同塔架设的需求。而输电线路交直流混合架设时，交直流线路导线间距离较小，相互影响使得导线表面电位梯度不同程度的变大，混合线路的电磁环境较单回路交流或直流更为复杂，影响范刚较单回路交、直流线路大。虽然交直流电晕模式不尽相同，但由其产生的电晕噪声、无线电干扰的环境影响、测量方法、评价依据基本相同。而混合架设线路的交流电场和直流合成电场相互影响，形成了一个变化的混合电场。且由于交流电场和直流场对周围环境的影响机理不尽相同，测量仪器、测量方法不同，如何测量、评价混合电场的影响，避免工程运行后出现投诉和纠纷，同时，强电磁场环境中的感应电触电，作业人员轻者造成麻痛，重者造成伤亡。还有就是直接误触高压带电设备触电，这种情况下一定会造成作业人员重伤或死亡。以往人们对于感应电触电的防护采取的主要措施是通过穿绝缘手套和绝缘鞋的方法防止触电，由于感应电电压往往很高，超过普通绝缘手套和绝缘鞋的耐压水平，起不到绝缘效果，而绝缘水平高的手套和鞋，因为太笨拙穿着时无法工作，所以目前对感应电的防护还没有好的办法，导致一线员工在作业过程中经常被感应电伤害。对于现场工作的一线员工误走带电间隔和带电线路造成的直接触电事故的防护，传统的防护方法只是通过加强管理的手段来避免，技术上没有任何措施，一旦发生触电，肯定要造成触电人员的伤亡，是急需解决的制约工程建设的重大问题。因此研究混合架设线路的混合电场具有重大的社会效益和重要的技术经济意义。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种交直流混合电场测量系统。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种交直流混合电场测量系统，包括交流电场传感器、直流电场传感器、第一高倍仪用放大电路、第二高倍仪用放大电路、检波滤波电路、带通滤波电路、第一信号调理电路、第二信号调理电路和单片机；

所述交流电场传感器的输出端与第一高倍仪用放大电路的输入端连接，所述第一高倍仪用放大电路的输出端与检波滤波电路的输入端连接，所述检波滤波电路的输出端与第一信号调理电路的输入端连接，所述第一信号调理电路的输出端与单片机连接，所述直流电场传感器的输出端与第二高倍仪用放大电路的输入端连接，所述第二高倍仪用放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端连接，所述带通滤波电路的输出端与第二信号调理电路的输入端连接，所述第二信号调理电路的输出端与单片机连接。

交流电场传感器包括上感应极板、下感应极板、并联电容、上极板接线端子和下极板接线端子；所述上感应极板和下感应极板之间绝缘，所述上感应极板和下感应极板的内侧相对，并且相对的内侧之间设置有并联电容，所述上极板接线端子与上感应极板的内侧连接，所述下极板接线端子与下感应极板的内侧连接，所述上极板接线端子和下极板接线端子为交流电场传感器的输出端。

所述上感应极板和下感应极板均为球面型，凹陷的一侧为内侧。

直流电场传感器包括旋转片、静止片、旋转轴、信号拾取电阻和驱动装置，所述旋转片和静止片同轴平行设置，所述旋转片和静止片之间绝缘，所述旋转片在旋转轴的带动下转动，所述驱动装置驱动旋转轴，所述旋转片接地，所述静止片固定不动，所述静止片通过信号拾取电阻接地。

所述静止片的中心处设置有通孔，所述旋转轴的端部穿过通孔与旋转片连接。

所述旋转片和静止片结构一致，均为每隔一定角度设有扇形孔的圆片。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型实现了一种交直流混合电场测量系统，能够实现交流电场强度、直流电场强度及交直流混合电场强度的测量，具有较高的工程应用及科学研究的使用价值。

附图说明

图1为本实用新型系统的结构框图。

图2为交流电场传感器的结构示意图。

图3为直流电场传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

一种交直流混合电场测量系统，具体如图1所示，包括交流电场传感器、直流电场传感器、第一高倍仪用放大电路、第二高倍仪用放大电路、检波滤波电路、带通滤波电路、第一信号调理电路、第二信号调理电路、单片机和显示屏。

交流电场传感器的输出端与第一高倍仪用放大电路的输入端连接，第一高倍仪用放大电路的输出端与检波滤波电路的输入端连接，检波滤波电路的输出端与第一信号调理电路的输入端连接，第一信号调理电路的输出端与单片机连接，直流电场传感器的输出端与第二高倍仪用放大电路的输入端连接，第二高倍仪用放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端连接，带通滤波电路的输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与单片机连接，所述显示屏与单片机连接。

如图2所示，交流电场传感器包括上感应极板1、下感应极板2、并联电容3、上极板接线端子4和下极板接线端子5；上感应极板1和下感应极板2均为球面型，凹陷的一侧为内侧，上感应极板1和下感应极板2之间绝缘，上感应极板1和下感应极板2的内侧相对，并且相对的内侧之间设置有并联电容3，上极板接线端子4与上感应极板1的内侧连接，下极板接线端子5与下感应极板2的内侧连接，上极板接线端子4和下极板接线端子5为交流电场传感器的输出端。

如图3所示，直流电场传感器包括旋转片6、静止片7、旋转轴8、信号拾取电阻10和驱动装置9，旋转片6和静止片7结构一致，均为每隔一定角度设有扇形孔的圆片，旋转片6和静止片7同轴平行设置，旋转片6和静止片7之间绝缘，静止片7的中心处设置有通孔，旋转轴8的端部穿过通孔与旋转片6连接，旋转片6在旋转轴8的带动下转动，驱动装置9驱动旋转轴8，这里采用电机，旋转片6接地，静止片7固定不动，静止片7通过信号拾取电阻10接地。

上述系统的工作过程为：交流电场传感器由上感应极板1和下感应极板2对交流电场强度进行感应，产生相应的感应电荷，通过上极板接线端子4和下极板接线端子5输出感应电荷与并联电容3转换出的感应电压，通过感应电压与交流电场之间的关系（感应电压与交流电场之间的关系为已知的技术）可得到交流电场；直流电场传感器由于静止片7在旋转片6转动时曝露与直流电场中的面积不同，因而就可在信号拾取电阻10上形成一个周期性变化的交变电流，该电流与被测直流电场大小成正比，通过信号拾取电阻10产生压降，可确定被测直流电场的大小（压降与直流电场的关系为已知的技术）；通过交流电场和直流电场的叠加可得到交直流混合电场。

上述系统能够实现交流电场强度、直流电场强度及交直流混合电场强度的测量，具有较高的工程应用及科学研究的使用价值。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。