CN107449974A - 一种交流输电线路下方畸变电场测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流输电线路下方畸变电场测量系统及方法，由测量模块和后台软件管理模块构成，两者采用蓝牙无线通讯方式通讯；测量模块用于测量和分析交流输电线路下方的畸变电场，测量模块包括小型化工频电场测量探头、中间连接组件和底部基座，中间连接组件用于连接小型化工频电场测量探头和底部基座，底部基座由信号采集处理电路、供电电路和蓝牙无线通讯模块组成；后台软件管理模块以搭载Android系统的智能手机终端为载体，用于展示、存储和导出畸变电场测试数据。本发明能够降低因测量传感器探头的引入和测量人员的靠近而对被测电场产生的影响，减少测量误差。

Description

一种交流输电线路下方畸变电场测量系统及方法

技术领域

本发明涉及交流输电线路电磁环境监测技术领域，更具体地说，涉及一种交流输电线路下方畸变电场测量系统及方法。

背景技术

随着电网建设步伐的不断加快、人们生活水平的不断提高，人们对环境保护关注度提升，电网建设也不断遇到电磁环境保护方面问题的困扰。在实际工作中，我们会遇到敏感点，如关注的建筑物、蔬菜大棚、葡萄架等金属物体感应影响，这些敏感点一般在线路附近，甚至线路跨越其上方，因此，在全国各地不时发生因输电线路临近、跨越民房，变电站、换流站噪声扰民等电磁环保问题引发投诉和纠纷。

当任何一种导体处在某一电场中，电场就会引起该导体表面电荷的移动。同样导体上所带的电荷也将产生一个电场，这个电场叠加在原来的电场上，改变了导体附近的整个电场，这时导体周围的电场称为“畸变电场”。目前，工频电场传感器主要是利用传感器探头在被测电场中感应出电荷，通过测量该传感信号来计算场域中的电场强度，传感器的大小、测量人员也会引起周围电场的畸变。而输电线路附近的敏感点，由于建筑、金属物体等的存在，其工频电场也是畸变的，采用传统的测量装置及方法无法准确测量畸变电场，因此如何准确测量这些区域的敏感点区域畸变电场成为关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种交流输电线路下方畸变电场测量系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种交流输电线路下方畸变电场测量系统，由测量模块和后台软件管理模块构成，两者采用蓝牙无线通讯方式通讯；所述测量模块用于测量和分析交流输电线路下方的畸变电场，所述测量模块包括小型化工频电场测量探头、中间连接组件和底部基座，所述中间连接组件用于连接小型化工频电场测量探头和底部基座，所述底部基座由信号采集处理电路、供电电路和蓝牙无线通讯模块组成；所述后台软件管理模块以搭载Android系统的智能手机终端为载体，用于展示、存储和导出畸变电场测试数据。

在上述方案中，所述小型化工频电场测量探头由三对沿X、Y、Z轴排布互相垂直的电极、电路控制模块、封装过氧化钡的球形电场传感器、设置在球形电场传感器外部的塑胶保护壳组成。

在上述方案中，所述球形电场传感器的直径为5cm。

在上述方案中，所述中间连接组件长30cm、直径3cm，外部采用高强度、耐腐蚀的材料，两端通过螺纹进行紧固和连接，并且在端口位置增加防水垫，内部采用6芯航空插头作为连接组件，组件上部用于固定球形电场传感器，下部延伸用于连接中间管道，中间固定航空插头的母座，用于信号线的连接，实现小型化工频电场测量探头和底部基座的连接。

本发明还提供一种交流输电线路下方畸变电场测量方法，其采用上述交流输电线路下方畸变电场测量系统，包括以下步骤：

步骤S010，将测量模块放置于交流输电线路下方敏感点，测试人员携带搭载Android系统的智能手机终端，测试人员与测量模块的距离至少2.5m；

步骤S020，开启智能手机终端蓝牙搜索功能，匹配测量模块，实现测量模块和后台软件管理模块的自动连接；

步骤S030，测量模块测量和分析交流输电线路下方的畸变电场，数据经蓝牙无线通讯模块传输至后台软件管理模块；

步骤S040，后台软件管理模块展示、存储和导出畸变电场测试数据。

优选地，在所述步骤S030中，信号采集处理电路对小型化工频电场测量探头大小、材料和测量电极之间耦合所产生的畸变进行分析和校正。

实施本发明基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法，具有以下有益效果：

1、本发明的实时测量模块由小型化工频电场测量探头、中间连接组件和底部基座组成，整体实现对畸变电场的信号采集、信号转换和信号处理。

2、本发明的小型化工频电场测量探头采用封装过氧化钡、直径为5cm的球形电场传感器，在其外部设置塑胶保护壳，可极大程度减小对敏感点处的电场畸变影响，实现对畸变电场的准确测量。

3、本发明通过对小型化工频电场测量探头大小、材料和测量电极之间耦合所产生的畸变进行分析及校正，降低因测量传感器探头引入而对被测场产生的影响，减少测量误差。

4、本发明的后台软件管理模块采用蓝牙无线通讯方式与实时测量模块通讯，远程传输测量数据，避免因测量人员的靠近而对测量电场产生畸变的影响，实时展示、数据存储和数据导出功能可实现对测量数据的智能化管理与分析。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的实时测量模块的整体结构示意图；

图2为图1的零件爆炸示意图；

图3为本发明的小型化工频电场测量探头的内部示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供一种交流输电线路下方畸变电场测量系统，由测量模块和后台软件管理模块构成，两者采用蓝牙无线通讯方式通讯。

测量模块用于测量和分析交流输电线路下方的畸变电场。如图1、图2所示，测量模块包括小型化工频电场测量探头1、中间连接组件2和底部基座3。如图3所示，小型化工频电场测量探头1由三对沿X、Y、Z轴排布互相垂直的电极(X轴电极103、Y轴电极104、Z轴电极105)、电路控制模块、封装过氧化钡的球形电场传感器101、设置在球形电场传感器101外部的塑胶保护壳102组成，电极由金属薄膜构成，每对电极和球形电场传感器101构成一个电容器，可灵敏地感应出X/Y/Z三个方向的电场强度，信号由与电极相连的信号线引入到底部基座3的信号采集处理电路。球形电场传感器101的直径为5cm；外部塑胶保护壳102由耐腐蚀、高强度的ABS材料制成。中间连接组件2长30cm、直径3cm，外部采用高强度、耐腐蚀的材料，两端通过螺纹进行紧固和连接，并且在端口位置增加防水垫，保证测量系统的防水性能，内部采用6芯航空插头作为连接组件，组件上部用于固定球形电场传感器101，下部延伸用于连接中间管道，中间固定航空插头的母座，用于信号线的连接，实现小型化工频电场测量探头1和底部基座3的连接。底部基座3由信号采集处理电路、供电电路和蓝牙无线通讯模块组成，底部基座3采用非金属螺丝连接紧固，减小对被测畸变电场的干扰，且防水防尘。信号采集处理电路包括传感器信号调理电路、MCU控制模块、通讯模块，传感器信号调理电路负责对传感器的信号进行调理，MCU控制模块实现通讯数据的处理和传感器信号的处理计算，通讯模块主要是完成数据的接收与上传控制。

后台软件管理模块以搭载Android系统的智能手机终端为载体，用于展示、存储和导出畸变电场测试数据。

本发明还提供一种交流输电线路下方畸变电场测量方法，其采用上述交流输电线路下方畸变电场测量系统，包括以下步骤：

步骤S010，将测量模块放置于交流输电线路下方敏感点，测试人员携带搭载Android系统的智能手机终端，测试人员与测量模块的距离至少2.5m，以降低测试人员靠近产生的畸变电场。

步骤S020，开启智能手机终端蓝牙搜索功能，匹配测量模块，实现测量模块和后台软件管理模块的自动连接。

步骤S030，测量模块测量和分析交流输电线路下方的畸变电场，数据经蓝牙无线通讯模块传输至后台软件管理模块。信号采集处理电路还对小型化工频电场测量探头1大小、材料和测量电极之间耦合所产生的畸变进行分析和校正，降低因小型化工频电场测量探头1的引入而对被测电场产生的影响，减小测量误差。

步骤S040，后台软件管理模块展示、存储和导出畸变电场测试数据。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种交流输电线路下方畸变电场测量系统，其特征在于，由测量模块和后台软件管理模块构成，两者采用蓝牙无线通讯方式通讯；所述测量模块用于测量和分析交流输电线路下方的畸变电场，所述测量模块包括小型化工频电场测量探头、中间连接组件和底部基座，所述中间连接组件用于连接小型化工频电场测量探头和底部基座，所述底部基座由信号采集处理电路、供电电路和蓝牙无线通讯模块组成；所述后台软件管理模块以搭载Android系统的智能手机终端为载体，用于展示、存储和导出畸变电场测试数据。

2.根据权利要求1所述的交流输电线路下方畸变电场测量系统，其特征在于，所述小型化工频电场测量探头由三对沿X、Y、Z轴排布互相垂直的电极、电路控制模块、封装过氧化钡的球形电场传感器、设置在球形电场传感器外部的塑胶保护壳组成。

3.根据权利要求2所述的交流输电线路下方畸变电场测量系统，其特征在于，所述球形电场传感器的直径为5cm。

4.根据权利要求3所述的交流输电线路下方畸变电场测量系统，其特征在于，所述中间连接组件长30cm、直径3cm，外部采用高强度、耐腐蚀的材料，两端通过螺纹进行紧固和连接，并且在端口位置增加防水垫，内部采用6芯航空插头作为连接组件，组件上部用于固定球形电场传感器，下部延伸用于连接中间管道，中间固定航空插头的母座，用于信号线的连接，实现小型化工频电场测量探头和底部基座的连接。

5.一种应用权利要求4所述交流输电线路下方畸变电场测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S010，将测量模块放置于交流输电线路下方敏感点，测试人员携带搭载Android系统的智能手机终端，测试人员与测量模块的距离至少2.5m；

步骤S020，开启智能手机终端蓝牙搜索功能，匹配测量模块，实现测量模块和后台软件管理模块的自动连接；

步骤S030，测量模块测量和分析交流输电线路下方的畸变电场，数据经蓝牙无线通讯模块传输至后台软件管理模块；

步骤S040，后台软件管理模块展示、存储和导出畸变电场测试数据。

6.根据权利要求5所述的一种交流输电线路下方畸变电场测量方法，其特征在于，在所述步骤S030中，信号采集处理电路对小型化工频电场测量探头大小、材料和测量电极之间耦合所产生的畸变进行分析和校正。