便携式直流合成电场测量仪校准装置的制作方法

1.本实用新型属于输变电工程/电磁兼容技术领域，具体涉及便携式直流合成电场测量仪校准装置。


背景技术：

2.近年来我国直流输电线路建设快速发展。作为直流输电线路和变电站的主要电磁环境参数，对直流合成电场的监测始终是环评中的一项重要工作。目前，测量直流合成电场主要依靠合成电场测量仪来完成。
3.直流线路通常用于实现远距离点对点的传输，因此，合成电场的监测通常沿线路进行，监测周期长。因监测仪器大部分时间处于运输过程中，监测仪器的准确性难以保证，需要在现场测试前进行校准。目前，用于现场校准的校准装置体积大，转场不方便，因此现场校准实施难度大。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供直流合成电场测量仪现场校准装置，以解决现场校准直流合成电场测量仪时效率低且实施不便的问题。
5.本实用新型提供的便携式直流合成电场测量仪校准装置，包括：
6.沿竖直方向，自下向上，依次设置的绝缘柱、高压极板和控制盒；
7.沿水平方向，与所述高压极板间隔地设置的接地引线支柱；
8.从所述控制盒内引出的接地引线；
9.在校准设置有盖板的直流合成电场测量仪时，所述校准装置竖直地放置在待校准的直流合成电场测量仪的探头上方，所述绝缘柱与所述盖板连接；
10.待校准的直流合成电场测量仪探头的动片孔与盖板上的通孔对齐；
11.所述接地引线远离控制盒并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱的顶端延伸至接地引线支柱的底端，并沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的直流合成电场测量仪的外壳连接，其中，所述外壳与所述盖板以地电位连接。
12.具体地，还包括：
13.与所述绝缘柱连接的接地极板，其设置有校准孔；
14.在校准没有设置盖板的直流合成电场测量仪时，所述校准装置竖直地放置在待校准的直流合成电场测量仪的探头上方，待校准的直流合成电场测量仪探头的动片孔与接地极板的校准孔对齐；
15.所述接地引线远离控制盒并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱的顶端延伸至接地引线支柱的底端，并沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的直流合成电场测量仪的外壳连接，其中，所述外壳与所述接地极板以地电位连接。
16.具体地，所述第一距离不大于所述第二距离；
17.所述第一距离不小于50cm。
18.具体地，所述控制盒内设置有依次连接的电池模块、直流高压模块和极性切换开关；
19.所述电池模块为所述直流高压模块供电；
20.所述直流高压模块的接地端与控制盒内的接地引线连接；
21.所述直流高压模块还与极性切换开关连接，所述极性切换开关用于切换地将高压极板与直流高压模块的正电压端或负电压端连接。
22.具体地，所述直流高压模块包括正电压模块和负电压模块；
23.所述正电压模块的接地端和所述负电压模块的接地端分别与所述接地引线以地电位连接；
24.所述极性切换开关将正电压模块的正电压端与高压极板连接，或者将负电压模块的负电压端与高压极板连接。
25.具体地，所述控制盒内还设置有电压调节模块和启动开关；
26.所述电池模块经启动开关与所述直流高压模块连接；
27.所述直流高压模块还与电压调节模块连接，由所述电压调节模块调节所述直流高压模块的高压端输出电压的大小。
28.具体地，所述电压调节模块为手动旋钮；
29.所述极性切换开关为手动按键；
30.所述启动开关为手动按键。
31.具体地，所述直流高压模块的正电压端或负电压端经高压引线自控制盒内竖直地引出，并穿过控制盒的底板后与高压极板连接；
32.接地引线从靠近控制盒的顶板处引出，以保证接地引线在第一水平方向上高出所述高压极板。
33.具体地，所述接地极板与高压极板沿竖直方向的间距为2
‑
8cm；
34.所述接地极板与待校准的直流合成电场测量仪的盖板沿竖直方向的间距为2
‑
8cm。
35.具体地，所述控制盒的底板为绝缘材料。
36.本实用新型提出的便携式直流合成电场测量仪校准装置，可以灵活地生成合成电场测量仪校准所需要的标称静电场，可以方便、高效地用于合成电场测量仪的现场校准，保证了在现场对直流输电线路和变电站的直流合成电场测试时的准确度。
附图说明
37.通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
38.图1为本实用新型优选实施方式的便携式直流合成电场测量仪校准装置的控制盒的结构示意图；
39.图2是本实用新型优选实施方式的校准装置的控制盒的组成示意图；
40.图3为本实用新型优选实施方式的便携式直流合成电场测量仪校准装置中高压引线和接地引线的走线示意图。
具体实施方式
41.现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
42.除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
43.直流合成电场测量仪校准采用标称静电场进行校准。而目前用于现场校准直流合成电场测量仪的校准装置体积大，沿线转场不方便，因此现场校准实施难度大，实施率偏低。设计和研制便携式的直流合成电场测量仪的校准装置十分迫切和必要。
44.有些型号的直流合成电场测量仪包括设置在其顶部的盖板；盖板设置有与动片孔相适配的通孔。在测量合成电场时，需要将盖板接地；具体地经低阻导线(导线直径大)将金属盖板与大地连接，或经低阻导线(导线直径大)将直流合成电场测量仪的金属外壳与大地连接，从而实现金属盖板接地，也即，为地电位。
45.有些型号的直流合成电场测量仪没有设置盖板。在测量合成电场时，将直流合成电场测量仪的金属外壳经低阻导线与大地连接，从而实现将直流合成电场测量仪的外壳接地。
46.在校准时，根据有无盖板，需要灵活地调整接地引线的接地方式以及选择是否使用接地极板；有盖板的，直接用盖板当做接地极板，没有盖板的需要使用接地极板。
47.本实用新型实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置，包括：
48.沿竖直方向，自下向上，依次设置的绝缘柱、高压极板和控制盒；
49.沿水平方向，与高压极板间隔地设置的接地引线支柱；
50.从控制盒内引出的接地引线；
51.在校准设置有盖板的直流合成电场测量仪时，校准装置竖直地放置在待校准的直流合成电场测量仪的探头上方，绝缘柱与盖板连接；
52.待校准的直流合成电场测量仪探头的动片孔与盖板上的通孔对齐；
53.接地引线远离控制盒并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱的顶端延伸至接地引线支柱的底端，并沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的直流合成电场测量仪的外壳连接，其中，外壳与盖板以地电位连接。
54.这时，根据在高压极板与盖板相对的空间形成的标称静电场对待校准的直流合成电场测量仪进行校准。
55.具体地，还包括：
56.与绝缘柱连接的接地极板，其设置有校准孔；
57.在校准没有设置盖板的直流合成电场测量仪时，校准装置竖直地放置在待校准的直流合成电场测量仪的探头上方，待校准的直流合成电场测量仪探头的动片孔与接地极板的校准孔对齐；
58.接地引线远离控制盒并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱的顶端
延伸至接地引线支柱的底端，并沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的直流合成电场测量仪的外壳连接，其中，外壳与接地极板以地电位连接。
59.这时，根据在高压极板与接地极板相对的空间形成的标称静电场对待校准的直流合成电场测量仪进行校准。
60.具体地，第一距离不大于第二距离；
61.第一距离不小于50cm。
62.具体地，控制盒内设置有依次连接的电池模块、直流高压模块和极性切换开关；
63.电池模块为直流高压模块供电；
64.直流高压模块的接地端与控制盒内的接地引线连接；
65.直流高压模块还与极性切换开关连接，极性切换开关用于切换地将高压极板与直流高压模块的正电压端或负电压端连接。
66.具体地，直流高压模块包括正电压模块和负电压模块；
67.正电压模块的接地端和负电压模块的接地端分别与接地引线以地电位连接；
68.极性切换开关将正电压模块的正电压端与高压极板连接，或者将负电压模块的负电压端与高压极板连接。
69.具体地，控制盒内还设置有电压调节模块和启动开关；
70.电池模块经启动开关与直流高压模块连接；
71.直流高压模块还与电压调节模块连接，由电压调节模块调节直流高压模块的高压端输出电压的大小。
72.具体地，电压调节模块为手动旋钮；
73.极性切换开关为手动按键；
74.启动开关为手动按键。
75.具体地，直流高压模块的正电压端或负电压端经高压引线自控制盒内竖直地引出，并穿过控制盒的底板后与高压极板连接；
76.接地引线从靠近控制盒的顶板处引出，以保证接地引线在第一水平方向上高出高压极板。
77.具体地，接地极板与高压极板沿竖直方向的间距为2
‑
8cm；
78.接地极板与待校准的直流合成电场测量仪的盖板沿竖直方向的间距为2
‑
8cm。
79.具体地，控制盒的底板为绝缘材料，以使得控制盒与高压极板绝缘。
80.本实用新型实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置可以灵活地生成合成电场测量仪校准需要的标称静电场，可以方便、高效地用于合成电场测量仪的现场校准。在合成电场测量仪测得的电场强度与生成的标称静电场之间的差异较大时，通过调节合成电场测量仪，可以消除直流合成电场测量仪的测量误差，保证了在现场对直流输电线路和变电站的直流合成电场测试时的准确度。
81.如图1所示，本实用新型一个实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置，包括：
82.沿竖直方向，自下向上，依次设置的接地极板1、绝缘柱2、高压极板3和控制盒4；
83.沿水平方向，与高压极板3间隔地设置的接地引线支柱5；
84.从控制盒4内引出的接地引线61；
85.其中，接地极板1和高压极板3为平板结构。
86.为了实现对接地极板1和高压极板3相对的空间形成的均匀标称电场进行测量，具体实施时，接地极板1的中央设置有校准孔11(如图1所示)，该校准孔11与待校准的合成电场测量仪探头的动片孔的形状或尺寸相适配。
87.具体实施时，绝缘柱2为绝缘材料，设置至少4个，各绝缘柱沿竖直方向的投影的连线形成长方形、正方形或圆形。
88.绝缘柱2使得接地极板1或盖板和高压极板3之间具有预先设定的距离；在高压极板3和接地极板1相对的空间形成标称静电场。
89.具体实施时，绝缘柱2在其一端与高压极板3为螺纹连接；
90.具体实施时，绝缘柱2在其另一端与接地极板1为螺纹连接。
91.在施加预先设定数值的电压后，接地极板1和高压极板3相对的空间内形成均匀的标称电场，以作为校准待校准的测量仪100的标准源。
92.为避免将控制盒4内的接地端经接地引线61引到接地极板时，接地引线距离电场太近而对电场造成干扰，如图1所示，自控制盒4内引出后，接地引线61远离控制盒4并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱5的顶端延伸至接地引线支柱5的底端(由接地引线支柱支撑)，并沿地面或稍高于地面继续沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的测量仪100的外壳以地电位电气连接；待校准的测量仪100的外壳(为金属)与盖板(图1中未示出)或接地极板1连接。
93.具体地，第一距离不大于第二距离；第一距离不不大于50cm。
94.自此，实现了将高压模块的接地端经接地引线61、待校准的测量仪100的外壳、盖板(图1中未示出)或接地极板1连接，并保持为地电位。
95.应该理解为，校准或测量时，待测的直流合成电场测量仪的外壳是接地的；因此，接地引线或接地极板最终是与大地连接的。
96.如图2所示，控制盒4内设置有电池模块81、直流高压模块、极性切换开关83、电压调节模块84和启动开关85。
97.具体地，控制盒内的电池模块81经启动开关85与直流高压模块连接，为直流高压模块供电；
98.直流高压模块的接地端与接地引线61连接；
99.直流高压模块还与极性切换开关83连接；极性切换开关83用于切换地将高压极板3与直流高压模块的正电压端或负电压端连接。
100.在高压极板3与直流高压模块的正电压端连接时，接地极板1和高压极板3相对的空间内的均匀标称电场竖直地自高压极板3指向接地极板1；
101.在高压极板3与直流高压模块的负电压端连接时，接地极板1和高压极板3相对的空间内的均匀标称电场竖直地自高压极板3指向接地极板1。
102.具体实施时，如图2所示，直流高压模块包括正电压模块821和负电压模块822；正电压模块821的接地端和负电压模块822的接地端分别与接地引线61连接；极性切换开关83将正电压模块821的正电压端与高压极板3连接，或者将负电压模块822的负电压端与高压极板3连接。
103.直流高压模块还与电压调节模块84连接，由电压调节模块84调节直流高压模块的
高压端输出电压的大小，并通过电压显示表86显示直流高压模块的高压端输出电压的大小。
104.具体实施时，电压调节模块84为手动旋钮；极性切换开关83为手动按键；启动开关85为手动按键。
105.启动开关85按下后，接地极板为地电位，高压极板为高压端，接地极板与高压极板相对的空间内形成均匀的标称电场。
106.具体实施时，控制盒底板42为绝缘材料，从而使得控制盒与高压极板3绝缘。
107.如图3所示，直流高压模块的正电压端或负电压端经高压引线44自控制盒4内竖直地引出，并穿过控制盒底板42后与高压极板3连接。
108.具体实施时，高压引线44或者焊接在高压极板上，或者螺纹联接在高压极板上，实现牢固的电气连接。
109.如图3所示，直流高压模块的接地端经接地引线45自控制盒4内引出，并穿过控制盒侧板43后，最终与接地极板1(图3中未示出)或待校准的直流合成电场测量仪的盖板以地电位连接。
110.具体实施时，接地极板1和高压极板3的形状和尺寸相同，在水平方向的投影为长方形、正方形或圆形。
111.优选地，接地极板1和高压极板3在水平方向的投影为边长25
‑
50cm的正方形。
112.另外，接地极板1和高压极板3的形状和尺寸与待校准的直流合成电场测量仪的盖板相适配。
113.具体实施时，接地极板1和高压极板3为导电金属板，如铝板。
114.具体实施时，接地引线支柱5为绝缘材料或者金属材料；如图1所示，其沿竖直方向的高度不低于设置在待校准的直流合成电场测量仪上方的控制盒顶板41的离地高度。
115.优选地，接地引线61从靠近控制盒4的顶板41处引出，从而保证接地引线61在第一水平方向上高出高压极板3。
116.具体实施时，接地引线支柱5为自立支撑机构，其竖起后，沿竖直方向的高度不低于控制盒顶板41的离地高度。
117.具体实施时，通过调整绝缘柱2的高度，来调整接地极板1与高压极板3之间的间距。
118.相应地，自立支撑机构沿竖直方向的高度可调竖起后，可以保证接地引线61在第一水平方向上高出高压极板3。
119.具体实施时，接地极板1或待校准的直流合成电场测量仪的盖板与高压极板3之间沿竖直方向的间距为2
‑
8cm。
120.具体地，使用时，该实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置，根据待校准的直流合成电场测量仪的电场强度测量范围或额定场强，确定待生成的标称电场e作为标准源；
121.进一步地，在电压水平已知时，根据u＝e/h，确定绝缘柱2的高度h；
122.进一步地，在绝缘柱2的高度h已知时，根据u＝e/h，确定需要施加在高压极板上的电压值，并由电压调节模块84调节直流高压模块的高压端输出电压。
123.如，在场强e为30kv/m时，在接地极板1或待校准的直流合成电场测量仪的盖板与
高压极板3之间沿竖直方向的间距为2
‑
8cm时，直流高压模块的高压端输出电压为600v
‑
2400v。
124.具体地，在利用接地极板与地电位连接时，将待校准的直流合成电场测量仪的动片孔与校准孔对齐，并使得探头与接地极板在同一平面内。
125.具体地，在利用盖板作为接地极板使用而与地电位连接时，将待校准的直流合成电场测量仪探头的动片孔与盖板上的通孔对齐，并使得探头与接地极板保持在同一平面内。
126.使得探头与接地极板保持在同一平面内，可以保证待校准的直流合成电场测量仪准确地测量接地极板1与高压极板3或盖板相对的空间内的均匀标称电场。
127.使用场景1：
128.直流合成电场测量仪没有设置可以作为接地极板使用的盖板。
129.将该便携式直流合成电场测量仪校准装置竖直地放置在待校准的直流合成电场测量仪的探头上方。
130.将接地引线61自控制盒4内引出，远离控制盒4并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱5的顶端延伸至接地引线支柱5的底端(由接地引线支柱支撑)，并沿地面或稍高于地面继续沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的测量仪100的外壳连接，并将待校准的测量仪100的外壳与接地极板1以地电位连接。这时，接地引线61沿第一水平方向或沿第二水平方向为张紧状态。
131.利用极性切换开关83调节输出高压的极性；利用电压调节模块84调节输出高压的大小；打开启动开关85(如按下)，在接地极板与高压极板间产生符合校准要求的静电场。
132.获取待校准的直流合成电场测量仪的读数，在合成电场测量仪测得的电场强度与生成的标称静电场之间的差异较大时，调节合成电场测量仪，消除直流合成电场测量仪的测量误差。
133.使用场景2：
134.直流合成电场测量仪有盖板时，盖板作为接地极板使用；
135.这时，校准装置上的接地极板需要取出。
136.将便携式直流合成电场测量仪校准装置的接地极板拆下后，将该便携式直流合成电场测量仪校准装置竖直地放置在待校准的直流合成电场测量仪的探头上方。
137.将接地引线61自控制盒4内引出，远离控制盒4并沿第一水平方向跨越第一距离后，沿接地引线支柱5的顶端延伸至接地引线支柱5的底端(由接地引线支柱支撑)，并沿地面或稍高于地面继续沿第二水平方向跨越第二距离后，与待校准的测量仪100的外壳连接，并将待校准的测量仪100的外壳与接地极板1以地电位连接。这时，接地引线61沿第一水平方向或沿第二水平方向为张紧状态。
138.利用极性切换开关83调节输出高压的极性；利用电压调节模块84调节输出高压的大小；打开启动开关85(如按下)，在接地极板与高压极板间产生符合校准要求的静电场。
139.获取待校准的直流合成电场测量仪的读数，在合成电场测量仪测得的电场强度与生成的标称静电场之间的差异较大时，调节合成电场测量仪，消除直流合成电场测量仪的测量误差。
140.一个实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置中，接地极板和高压极板之间
的间距为3.15cm；接地极板和高压极板为边长28cm正方形厚铝板。
141.将大型校准装置和该实施例校准装置的测试结果进行对比，结果如表1所示。除了零点外，在其它的测试点处两者的值相同，也即，与大型校准装置的精度相当。因此，该实施例的装置可以替代大型校准装置，在现场用于校准直流合成电场测量仪。
142.表1大型校准装置和本实用新型实施例校准装置的对比
[0143][0144][0145]
综上，针对直流输电工程中直流合成电场测量过程缺乏有效校准的装置的问题，该实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置，可以方便可靠地在现场校准直流合成电场测量仪，从而确定直流合成电场测量仪长时间使用和多次运输时的测量准确性。
[0146]
本实用新型实施例的便携式直流合成电场测量仪校准装置能够和直流合成电场测量仪同时携带，在现场对直流合成电场测量仪进行校准，其体积小，重量轻，生成静电场的精度高，因此保证了现场校准的精度。
[0147]
以上已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。
[0148]
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。