[發明專利]非接觸式交直流懸浮導體電位測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110561041.8
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113311214B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 漆照;劉輝;張若兵;趙子新;王傳帥;張震
• 申請（專利權）人: 山東中實易通集團有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了非接觸式交直流懸浮導體電位測量系統及方法，包括：環境探測模塊、非接觸式電壓測量模塊及控制模塊；環境探測模塊，用于感應出在不同電場類型下的信號；非接觸式電壓測量模塊，以一定頻率通過非接觸的方式在與被測導體連線方向往復振動，與被測導體之間的分布電容值隨之變化，從而感應出的電荷量發生變化；控制模塊被配置為接收環境探測模塊的輸出信號并自動識別出所處的電場類型，控制電機旋轉使得非接觸式電壓測量模塊工作，并基于該模塊的反饋信號計算電壓值。利用系統中的交直流電場測量模塊探測現場環境中的電場類型，從而控制振動式電極片的振動與否，達到自動切換測量模式的目的。

技術領域

本公開屬于高電壓工程技術領域，尤其涉及非接觸式交直流懸浮導體電位測量系統及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著我國輸電線路電壓等級的不斷提高，輸電走廊面積稀缺，特高壓線路帶來的電磁環境問題不斷突顯出來。在輸電線路規模不斷擴大的過程中，國內的輸電走廊資源變得越來越緊缺，許多輸電線路難以避免地存在跨越農田、塑料大棚等情況，高壓輸電線路的附近也會存在房屋等建筑物。

塑料大棚的內部一般存在著金屬骨架或用于固定的金屬絲等，我們將未進行良好接地的金屬導體稱為懸浮導體。高壓線路下的懸浮導體在電磁場中能夠感應出高壓，其成因分為電磁感應和靜電感應兩部分。

懸浮導體感應電壓存在很大的安全隱患，有生活在高壓輸電線附近的居民表示，在打傘經過高壓線時，會有一種電“麻”的感覺；在高壓線下的菜地中，觸摸捆綁竹制瓜架的鐵絲時，會出現電擊感；位于輸電線路附近的大棚，如果其金屬骨架沒有良好接地，會出現觸摸電擊的感覺。

目前常用的電壓測量工具包括接觸式與非接觸式兩種。

接觸式電壓測量工具利用電壓表內阻對待測電壓進行電容或電阻式分壓。高壓直流輸電線路常會發生電暈現象，導線電暈產生的空間電荷在電場力的作用下不停地遠離導線運動，從而使導線和大地間充滿空間電荷。若利用接觸式電壓測量工具對懸浮導體的電壓進行測量，其上積累的空間電荷會通過電壓表內阻形成泄露，影響測量結果。

非接觸式測量工具通常利用測量探頭與被測導體之間的寄生電容，在探頭上形成電壓，再對該電壓波形進行采集與處理，得到被測電壓值。在測量直流電壓時，一般采用振動式電極或者旋轉式電極進行電壓信號的采集。通過電極片的機械運動將直流電壓調制到較高頻率的交流電信號，以便于放大和檢測。

針對高壓輸電線路下方的感應電壓測量的問題，目前還沒有專業且便攜的測量工具。

當利用一般的接觸式電壓表測量感應電壓時，對該電壓表的內阻要求很大，一般要達到TΩ級別。直流輸電線路下方的懸浮導體上積累了很多空間電荷，接觸式電壓表測量時會造成電荷泄露，影響測量結果，另外，一般的電壓測量工具并沒有針對高壓輸電線路下方的電磁場環境進行電磁屏蔽處理，測量工具內部電路易受到電磁場影響，造成測量結果誤差并降低儀器使用壽命。

交流、直流高壓輸電線路下方均存在懸浮導體感應電壓的問題，針對交流與直流感應電壓的測量需要利用不同的方案。現場測量時，往往要求測量儀器便攜且操作簡單，對于復雜的工況環境有一定的兼容性。

隨著大棚建設的不斷擴大和增高，感應電壓的問題對于居民的生產生活，特別是人身安全的影響越來越大。然而目前還沒有針對這一問題進行開發的便攜式測量裝備，并且能夠利用非接觸式方法同時測量交直流感應電壓較為困難，這使得現場人員難以對感應電壓進行準確測量，給感應電壓的研究與現場處理帶來了困難。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本公開提供了非接觸式交直流懸浮導體電位測量系統，集成兩種不同電壓類型的測量方案，并且自動識別工況進行測量方式的轉換，能給現場測量帶來很大的便利。

為實現上述目的，本公開的一個或多個實施例提供了如下技術方案：