[發明專利]一種直流輸電線路極性帶電識別裝置

無效

• 申請號: 201110147658.1
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102323470A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 王法;毛琳明;張彩友;馮華;許金明;張勇;曾東
• 申請（專利權）人: 嘉興電力局
• 主分類號: G01R19/14
• 分類號: G01R19/14;G01R29/12
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術領域

本發明涉及的是一種直流輸電線路極性帶電識別裝置，屬于電氣工程領域。

背景技術

高壓直流輸電技術在遠距離大容量輸電、電力系統非同步聯網和海底電纜送電等方面具有獨特的優勢，作為交流輸電的有力補充，高壓直流輸電在世界范圍內得到了廣泛的應用，在我國21世紀“西電東送、南北互供、全國聯網”的能源和電力工業建設基本戰略的實施中更是具有廣闊的發展應用前景。因此，監測全線雙極輸電線路側極性、電壓和電流的變化情況，對于了解輸電線路的運行情況有著重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種能夠監測全線雙極輸電線路側極性和電壓的變化情況，對于了解輸電線路的運行情況有著重要意義的直流輸電線路極性帶電識別裝置。

為了解決上述技術問題，本發明通過電場檢測儀對直流輸電線路周圍合成場方向的測量，根據電場場強值和仿真計算得到的電場強度與導線電壓的關系，監測全線雙極輸電線路側極性和電壓的變化情況；具體是：本發明主要由電場信息現場采集模塊、GSM/GPRS通信模塊和后臺服務程序模塊組成，所述電場信息現場采集模塊主要由一基于導體在電場中感應電荷的電場傳感器構成，該電場傳感器采集位置的電場大小和方向，并傳給MCU微處理器，該MCU微處理器將數據傳送至相連的GSM/GPRS通信模塊，所述GSM/GPRS通信模塊通過GMS/GPRS網絡經過網關將數據傳送回中心平臺；所述打的中心平臺接收采集的數據，進行數學運算得出輸電線路上的電壓值與極性反轉與否等信息，并構成所述的后臺服務程序模塊。

所述的電場傳感器是基于導體在電場中感應電荷的原理，即電場傳感器的屏蔽電極與正負感應電極均為導電的多晶硅材料，當屏蔽電極向右振動，正感應電極會部分暴露于外電場之中，正感應電極上的感應電荷會增加，同時屏蔽電極會遮擋負感應電極的部分面積，負感應電極上的感應電荷會減少，當屏蔽電極周期性振動時，正負感應電極上就會產生大小相同，方向相反的感應電流，利用差分檢測電路，就可以檢測出感應電流的大小，從而實現外電場的探測。

所述的電場信息現場采集模塊通過電池管理單元與太陽能電池板和可充鋰電池相連。

所述電場傳感器安裝在導線到塔腿連線垂直于塔腿處下方約1m處。

????本發明試驗發現，該電場傳感器可以實現靜電場大小及方向、工頻電場和大氣電場的測量。

本發明所述的電場信息現場采集模塊每隔1小時采集一次現場的電場信息，并通過GPRS信道將采集信息傳送給后臺服務程序，后臺服務程序模塊主要將接收到的電場信息進行數學運算得出輸電線路上的電壓值與極性反轉與否等信息。

通過在輸電線路桿塔上安裝非接觸式的二維電場傳感器，可以測量該點一個方向上的電場的大小和方向；對安裝電場傳感器的桿塔進行建模仿真，使用有限元的方法計算傳感器所在那個方向的電場強度，獲得桿塔上改點的電場強度與導線上電壓的線性關系，由這個線性關系，可以得出輸電線路上的電壓值。

它具有結構簡單，使用方便、可靠，能夠監測全線雙極輸電線路側極性和電壓的變化情況，對于了解輸電線路的運行情況有著重要意義等特點。

附圖說明

圖1為本發明的系統總體構成圖。

圖2為本發明的平行振動式電場傳感器工作原理圖。

圖3為本發明的交錯振動式電場傳感器工作原理圖。

圖4為本發明的電場傳感器的安裝位置圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作詳細的介紹：本發明主要由電場信息現場采集模塊7、GSM/GPRS通信模塊6和后臺服務程序模塊組成，所述電場信息現場采集模塊7主要由一基于導體在電場中感應電荷的電場傳感器1構成，該電場傳感器1采集位置的電場大小和方向，并傳給MCU微處理器2，該MCU微處理器2將數據傳送至相連的GSM/GPRS通信模塊6，所述GSM/GPRS通信模塊6通過GMS/GPRS網絡8經過網關9將數據傳送回中心平臺10；所述打的中心平臺10接收采集的數據，進行數學運算得出輸電線路上的電壓值與極性反轉與否等信息，并構成所述的后臺服務程序模塊。

本發明所述的電場傳感器是基于導體在電場中感應電荷的原理，即電場傳感器的屏蔽電極與正負感應電極均為導電的多晶硅材料，當屏蔽電極向右振動，正感應電極會部分暴露于外電場之中，正感應電極上的感應電荷會增加，同時屏蔽電極會遮擋負感應電極的部分面積，負感應電極上的感應電荷會減少，當屏蔽電極周期性振動時，正負感應電極上就會產生大小相同，方向相反的感應電流，利用差分檢測電路，就可以檢測出感應電流的大小，從而實現外電場的探測。