[實用新型]全天候工頻電場測量裝置

有效

• 申請號: 201320791741.7
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN203705561U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張廣洲;鄔雄;郭江;張弓達
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;武漢瑞萊保能源技術有限公司
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;李南平

技術領域

本實用新型屬于交流輸變電工程電磁環境領域，具體地講是一種可全天候條件下使用的工頻電場測量系統。?

背景技術

工頻電場是交流輸電線路和變電站的主要電磁環境參數，是衡量工程是否滿足環境保護要求的重要參數。隨著人們環保意識的增強和我國對輸變電工程環境影響評價工作的開展，對工頻電場的監測已成為一項重要工作。?

工頻電場是由交流輸電變電工程中帶電導體所帶電荷形成的一種50Hz交變的準靜電場。目前，國內外通行的測量儀器的原理是采用雙極板懸浮體電容耦合式傳感器感應電場，如圖1所示。這種傳感器兩個極板均對地懸浮，后續電路采用差分方式處理傳感器輸出信號，通過測量電容片件的感應電流從而計算得到相關電場強度值。由于兩個極板均對地懸浮，這類儀器在校準、測量過程中，必須采用絕緣支架支撐在距離地面一定高度處。我國電磁環境影響評價、竣工環境保護驗收工作中的工頻電場測試，科研單位進行的科研工作中的測試，均采用的是絕緣支架支撐的懸浮型測量儀器，支撐高度一般為1.5m。該類儀器的使用具有較為嚴格的測試環境要求，如測試方法和測量儀器要求儀器在相對濕度小于80%以下工作。在高濕度環境下，測量儀器表面形成水膜以及電容片極板間易形成極大的泄漏電流，從而使測得的感應電流值充斥虛假成分而不可信，高濕度環境下測得的工頻電場強度值大大偏高。而在實際使用中，由于現場條件的限制，很多監測者在雨后、小雨中或是相對濕度較大的情況下進行測試，導致測量結果偏離正常范圍，引起不必要的誤解甚至是糾紛。由于工頻電場強度測量的特殊性，場源與測量儀器探頭間不能有任何的屏蔽物，故現有的測量儀器無法在高濕度條件下準確測量工頻電場強度。?

中國授權發明專利“201110147606.4一種適用于高濕度環境下測量工頻電場強度的方法”介紹了一種適用于高濕度環境下工頻電場強度的測量方法,該方法為下述步驟:(1)增設除濕裝置,軟管連接現有工頻電場強度測量儀器;(2)提供干燥風源;(3)利用干燥風吹向上述工頻電場強度測量儀器的探頭將其封閉;(4)啟動工頻電場強度測量儀器實施高濕度環境下的工頻電場強度測量。本方法所增設的除濕裝置匹配多種高濕度環境下工作的其它儀器,從而可使這些儀器不受環境因素的制約而能夠照常工作,保證高濕度環境下工頻電場強度測量值的準確性,投資少,操作方便,效率高。?

中國授權實用新型專利“201120184551.X濕度影響消除裝置”介紹了一種濕度影響消除裝置,由工頻電場強度測試探頭(1)、真空泵(2)、去濕機(3)、數顯式溫濕度計(4)通過軟管(5)依次串聯組成。其中工頻電場強度測試探頭(1)開有進風口(11)、出風口(12),通過軟管(5)與真空泵(2)、去濕機(3)連接。本裝置的工頻電場強度測量探頭濕度可控,可避免高濕度環境下探頭內部電容片極板間形成泄漏電流;能消除濕度對工頻電場測量探頭的干擾,保證工頻電場強度測量值的準確性;裝置設計輕巧,攜帶方便,操作簡單,投資少,成本低,可匹配多種高濕度環境下工作的其它儀器,使之不受環境因素的制約照常工作。?

為解決溫濕度對前述懸浮體測量儀器使用的影響，有必要從探頭和測量電路兩方面入手，采取技術措施解決相對濕度對工頻電場測量結果的影響。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種全天候工頻電場測量裝置，消除現有雙極板懸浮體電容耦合式傳感器測量儀器在相對濕度較大、雨天時出現的測量數值超出正常值的現象，實現工頻電場的全天候測量。?

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是：全天候工頻電場測量裝置，包括至少一只工頻電場探頭單元、一個支架、一個手持機，探頭單元由支架支撐，手持機與工頻電場探頭單元連接，其特征在于：工頻電場探頭單元的傳感器為單極接地型電容耦合式傳感器，采用物理雙層結構（平行板或球形結構），或采用單面環形結構,傳感器輸出信號處理電路采用高輸入阻抗同相放大電路；物理雙層結構的單極接地型電容耦合式傳感器的上層輸出端與高輸入阻抗同相放大電路的信號輸入端連接，下層輸出端與大地直接連接；單面環形結構的單極接地型電容耦合式傳感器的單面環形層輸出端與高輸入阻抗同相放大電路的信號輸入端連接，對大地形成電容耦合式傳感器。?

由于采用了單極接地型電容耦合式傳感器和高輸入阻抗同相放大電路，避免了雙極板懸浮體電容耦合式傳感器在高濕度環境下，測量儀器表面形成水膜以及電容片極板間易形成的極大泄漏電流，從而使測得的感應電流值充斥虛假成分而不可信的問題。?