本申请涉及电荷测量技术领域，具体涉及一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置。
背景技术：
盆式绝缘子一般由绝缘件(如瓷件)和金属附件(如钢脚、铁帽、法兰等)用胶合剂胶合或机械卡装而成。在空间电场测量方面，目前已应用于强电场测量的传感器主要有m-z干涉类型和集成共路干涉类型，基于m-z干涉的电场传感器，半波电场范围为1500kv/m～6000kv/m，能够良好响应ms、μs、ns量级波形，满足强电场测量对灵敏度及频带的要求。基于共路干涉的集成电场传感器主要应用于介质表面放电电场测量，采用此结构的目的是制作亚mm级全电介质传感器，以减小对原场的干扰。而针对vfto下空间高频电场传感器的研究，对传感器的要求则更加苛刻。球形电场传感器，其带宽为10hz～25mhz，最大可测场强为10kv/cm，金属球的直径为4cm，将其应用于vfto外部电场测量，研究结果表明由断路器管壳辐射的电场基频约为10mhz～20mhz，随着传感器与管壳之间距离的变化，电场幅值的变化范围为5kv/m～60kv/m。脉冲电场探头，其带宽为3.5hz～1ghz，最大可测场强为10kv/cm，经改进后金属壳体直径为1cm、长度为6cm。利用该类型传感器进行了esd辐射场测试，得出了电场分布的基本规律。有源电场测量系统，采用偶极棒状天线作为接收天线，测量系统的带宽为540hz～40mhz，最大可测场强为40kv/m。清华大学采用m-z干涉电场传感器研究了流注放电电场，发现流注所致的电场跃升现象。由以上分析可见，目前，国内外对光电集成电场传感器的研究还处于起步阶段，其应用主要用于测量流注不同位置电场强度，以及架空线周围的电场强度。
实际运行中的gis盆式绝缘子表面会积聚表面电荷，表面电荷的存在将使得局部电场发生畸变，造成vfto下绝缘子沿面闪络；对绝缘子表面电荷测量造成干扰，使得测量误差变大。
技术实现要素：
本申请的目的是为了解决实际运行中的gis盆式绝缘子表面会积聚表面电荷，表面电荷的存在将使得局部电场发生畸变，造成vfto下绝缘子沿面闪络；对绝缘子表面电荷测量造成干扰，使得测量误差变大的问题。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置，包括电荷测量单元、数据处理单元和供能单元；
所述电荷测量单元包括正压容器模块，所述正压容器模块内设置有高压电极模块，所述高压电极模块上设置有待测盆式绝缘子模块，所述待测盆式绝缘子模块上设置有若干电容探头模块；
所述数据处理单元包括静电计模块，所述静电计模块与示波器模块相连接，所述示波器模块与显示模块相连接；所述静电计模块与所述电容探头模块相连接；
所述供能单元包括高压电源模块，所述高压电源模块与所述高压电极模块相连接。
可选地，所述高压电极模块呈条状结构，所述高压电极模块水平设置于所述正压容器模块内，所述高压电极模块左端通过导线与所述高压电源模块相连接。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块设置于所述高压电极模块外表面上，所述待测盆式绝缘子模块通过嵌件与所述高压电极模块连接，所述待测盆式绝缘子模块设置于所述高压电极模块中间部位；所述待测盆式绝缘子模块水平截面呈“v”形。
可选地，所述高压电源模块包括凹面电极和凸面电极，所述凹面电极与所述凸面电极一次成型为整体；所述嵌件设置于所述凹面电极与所述凸面电极之间；所述凹面电极与所述凸面电极均与步进电机相连接；所述凸面电极一端设置有支撑旋转电极，所述支撑旋转电极设置于所述嵌件外侧，所述支撑旋转电极与所述步进电机相连接。
可选地，所述凹面电极与所述凸面电极均可沿前后垂直方向进行旋转。
可选地，所述电容探头模块设置于所述待测盆式绝缘子模块的前后表面上，所述电容探头模块与所述步进电机相连接。
可选地，所述静电计模块与所述电容探头模块通过光纤相连接。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块外延设置有法兰接口，所述法兰接口与所述正压容器模块外侧连通。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块包括500kvgis盆式绝缘子的微缩模型。
本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请通过将待测盆式绝缘子模块设置于高压电极模块上，同时在待测盆式绝缘子模块上设置若干电容探头模块，搭建gis盆式绝缘子微缩模型表面电势测量平台，并通过电荷反演算法算得表面电荷分布，测量干扰小，误差小，精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置结构示意图；
图1中的符号表示为：
1-电场测量单元，2-数据处理单元，3-供能单元，4-正压容器模块，5-高压电极模块，6-待测盆式绝缘子模块，7-电容探头模块，8-静电计模块，9-示波器模块，10-显示模块，11-高压电源模块，12-嵌件，13-步进电机，14-支撑旋转电极，15-法兰接口。
具体实施方式
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面通过实施例，并结合附图，对本申请的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一
参见图1，为本发明实施例提供的一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置，包括电荷测量单元1、数据处理单元2和供能单元3；
所述电荷测量单元1包括正压容器模块4，所述正压容器模块4内设置有高压电极模块5，所述高压电极模块5上设置有待测盆式绝缘子模块6，所述待测盆式绝缘子模块6上设置有若干电容探头模块7；
所述数据处理单元2包括静电计模块8，所述静电计模块8与示波器模块9相连接，所述示波器模块9与显示模块10相连接；所述静电计模块8与所述电容探头模块7相连接；
所述供能单元3包括高压电源模块11，所述高压电源模块11与所述高压电极模块5相连接。
本申请具体实施过程：电容探头模块7测量所述待测盆式绝缘子模块6表面的暂态电场的光电集成电场。电容探头模块7将测得的数据传输至静电计模块8和示波器模块9对数据进行处理，处理后的数据通过显示模块10进行显示。
待测盆式绝缘子模块6所承受的高压通过引入正压容器模块4腔体内。正压容器模块4腔体可承受0.4mpa气体压力，可充sf6气体，内部安装有待测盆式绝缘子模块6和电容探头模块7。使用时确保电容探头模块7能够沿待测盆式绝缘子模块6表面水平做直线往复运动；操作电容探头模块7使其能够扫描整个待测盆式绝缘子模型；断电后，操作使得待测盆式绝缘子模块6进行旋转，结合电容探头模块7直线驱动装置，进而扫描整个待测盆式绝缘子模块6表面电势分布，外接示波器模块9将实时读取静电计模块8输出模拟信号，并将电势值数据导入显示模块10进行显示。
实施例二
参见图1，为本发明实施例提供的一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置，包括电荷测量单元1、数据处理单元2和供能单元3；
所述电荷测量单元1包括正压容器模块4，所述正压容器模块4内设置有高压电极模块5，所述高压电极模块5上设置有待测盆式绝缘子模块6，所述待测盆式绝缘子模块6上设置有若干电容探头模块7；
所述数据处理单元2包括静电计模块8，所述静电计模块8与示波器模块9相连接，所述示波器模块9与显示模块10相连接；所述静电计模块8与所述电容探头模块7相连接；
所述供能单元3包括高压电源模块11，所述高压电源模块11与所述高压电极模块5相连接。
可选地，所述高压电极模块5呈条状结构，所述高压电极模块5水平设置于所述正压容器模块4内，所述高压电极模块5左端通过导线与所述高压电源模块11相连接。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块6设置于所述高压电极模块5外表面上，所述待测盆式绝缘子模块6通过嵌件12与所述高压电极模块5连接，所述待测盆式绝缘子模块6设置于所述高压电极模块5中间部位；所述待测盆式绝缘子模块6水平截面呈“v”形。
可选地，所述高压电源模块11包括凹面电极和凸面电极，所述凹面电极与所述凸面电极一次成型为整体；所述嵌件12设置于所述凹面电极与所述凸面电极之间；所述凹面电极与所述凸面电极均与步进电机13相连接；所述凸面电极一端设置有支撑旋转电极14，所述支撑旋转电极14设置于所述嵌件12外侧，所述支撑旋转电极14与所述步进电机13相连接。
可选地，所述电容探头模块7设置于所述待测盆式绝缘子模块6的前后表面上，所述电容探头模块7与所述步进电机13相连接。
可选地，所述静电计模块8与所述电容探头模块7通过光纤相连接。
本申请具体实施过程：进行待测盆式绝缘子表面电荷测量时，需要使用电容探头模块7来完成。测量前，电容探头模块7被安装于正压容器模块4的试验腔体内，通过支架被固定在靠近待测盆式绝缘子模块6表面处不同位置，电容探头模块7光信号通过光纤进行传播，光纤穿过正压容器模块4的侧壁时，由环氧树脂浇注密封。电容探头模块7测量所述待测盆式绝缘子模块6表面的暂态电场的光电集成电场。电容探头模块7将测得的数据传输至静电计模块8和示波器模块9对数据进行处理，处理后的数据通过显示模块10进行显示。
待测盆式绝缘子模块6所承受的高压通过引入正压容器模块4腔体内。正压容器模块4腔体可承受0.4mpa气体压力，可充sf6气体，内部安装有待测盆式绝缘子模块6，电容探头模块7，凸面电极，凹面电极和支撑旋转电极14。其中，电容探头模块7初始位置位于边缘的保护，由步进电机13控制，确保电容探头模块7能够沿待测盆式绝缘子模块6表面水平做直线往复运动；凸面电极和凹面电极均由步进电机13控制，带电时，二者紧贴待测盆式绝缘子模块6嵌件12，断电后，凸面电极和凹面电极将在步进电机13带动下，向远离待测盆式绝缘子模块6方向运动15cm～20cm，以确保电容探头模块7能够扫描整个待测盆式绝缘子模型；断电后，支撑旋转电极14在步进电机13的带动下，将以一定速率沿径向旋转，从而带动待测盆式绝缘子模块6进行旋转，结合电容探头模块7直线驱动装置，进而扫描整个待测盆式绝缘子模块6表面电势分布，外接示波器模块9将实时读取静电计模块8输出模拟信号，并将电势值数据导入显示模块10进行显示。
实施例三
参见图1，为本发明实施例提供的一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置，包括电荷测量单元1、数据处理单元2和供能单元3；
所述电荷测量单元1包括正压容器模块4，所述正压容器模块4内设置有高压电极模块5，所述高压电极模块5上设置有待测盆式绝缘子模块6，所述待测盆式绝缘子模块6上设置有若干电容探头模块7；
所述数据处理单元2包括静电计模块8，所述静电计模块8与示波器模块9相连接，所述示波器模块9与显示模块10相连接；所述静电计模块8与所述电容探头模块7相连接；
所述供能单元3包括高压电源模块11，所述高压电源模块11与所述高压电极模块5相连接。
可选地，所述高压电极模块5呈条状结构，所述高压电极模块5水平设置于所述正压容器模块4内，所述高压电极模块5左端通过导线与所述高压电源模块11相连接。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块6设置于所述高压电极模块5外表面上，所述待测盆式绝缘子模块6通过嵌件12与所述高压电极模块5连接，所述待测盆式绝缘子模块6设置于所述高压电极模块5中间部位；所述待测盆式绝缘子模块6水平截面呈“v”形。
可选地，所述高压电源模块11包括凹面电极和凸面电极，所述凹面电极与所述凸面电极一次成型为整体；所述嵌件12设置于所述凹面电极与所述凸面电极之间；所述凹面电极与所述凸面电极均与步进电机13相连接；所述凸面电极一端设置有支撑旋转电极14，所述支撑旋转电极14设置于所述嵌件12外侧，所述支撑旋转电极14与所述步进电机13相连接。
可选地，所述电容探头模块7设置于所述待测盆式绝缘子模块6的前后表面上，所述电容探头模块7与所述步进电机13相连接。
可选地，所述静电计模块8与所述电容探头模块7通过光纤相连接。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块6外延设置有法兰接口15，所述法兰接口15与所述正压容器模块4外侧连通。
可选地，所述待测盆式绝缘子模块(6)包括500kvgis盆式绝缘子的微缩模型。
本申请具体实施过程：进行500kvgis盆式绝缘子的微缩模型表面电荷测量时，需要使用电容探头模块7来完成。测量前，电容探头模块7被安装于正压容器模块4的试验腔体内，通过支架被固定在靠近待测盆式绝缘子模块6表面处不同位置，电容探头模块7光信号通过光纤进行传播，光纤穿过正压容器模块4的侧壁时，由环氧树脂浇注密封。电容探头模块7测量所述待测盆式绝缘子模块6表面的暂态电场的光电集成电场。电容探头模块7将测得的数据传输至静电计模块8和示波器模块9对数据进行处理，处理后的数据通过显示模块10进行显示。
500kvgis盆式绝缘子的微缩模型所承受的高压通过引入正压容器模块4腔体内。正压容器模块4腔体可承受0.4mpa气体压力，可充sf6气体，内部安装有待测盆式绝缘子模块6，电容探头模块7，凸面电极，凹面电极和支撑旋转电极14。其中，电容探头模块7初始位置位于法兰接口15边缘的保护，由步进电机13控制，确保电容探头模块7能够沿待测500kvgis盆式绝缘子的微缩模型表面水平做直线往复运动；凸面电极和凹面电极均由步进电机13控制，带电时，二者紧贴待测盆式绝缘子模块6嵌件12，断电后，凸面电极和凹面电极将在步进电机13带动下，向远离待测盆式绝缘子模块6方向运动15cm～20cm，以确保电容探头模块7能够扫描整个待测盆式绝缘子模型；断电后，支撑旋转电极14在步进电机13的带动下，将以一定速率沿径向旋转，从而带动待测盆式绝缘子模块6进行旋转，结合电容探头模块7直线驱动装置，进而扫描整个待测盆式绝缘子模块6表面电势分布，外接示波器模块9将实时读取静电计模块8输出模拟信号，并将电势值数据导入显示模块10进行显示。
以上所述仅是本发明实施例的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。