CN114487561A - 基于电场传感器的导线电压测量方法及装置 - Google Patents

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CN114487561A CN202210356962.5A CN202210356962A CN114487561A CN 114487561 A CN114487561 A CN 114487561A CN 202210356962 A CN202210356962 A CN 202210356962A CN 114487561 A CN114487561 A CN 114487561A
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Abstract

本申请涉及一种基于电场传感器的导线电压测量方法及装置，应用于电压传感器，该电压传感器包括至少四个电场传感器，至少四个电场传感器沿同一直线排列设置，该方法包括：获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；通过至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取至少四个电场传感器之间沿直线的距离；根据至少四个初始电场强度、至少四个电场传感器之间沿直线的距离及第一对应关系，计算待测导线的电压。采用本方法能够比较容易的测量出待测导线的电压。

Description

基于电场传感器的导线电压测量方法及装置
技术领域
本申请涉及电力测量技术领域，特别是涉及一种基于电场传感器的导线电压测量方法及装置。
背景技术
随着电力系统的不断发展，电网结构愈加复杂，对电力系统中的电压进行测量及实时检测，是保障电力系统正常运行的关键。
传统方法中通常通过电压互感器测量电压，但电压互感器体积大、重量重、安装复杂。近年来，随着电场传感芯片相关材料的出现和工艺技术的进步，出现了可用于电力系统电场测量的电场传感器，然而若利用单个电场传感器测量电压，就需要先固定电场传感芯片与导线之间的位置关系，并提前获取电压和电场之间的比例关系，然后利用该位置关系、测得的电场强度以及该比例关系，计算导线的电压值。
然而，采用单个电场传感器测量电压时，一旦位置关系发生变化，电压与电场之间的比例关系也会发生变化。而在每次采用单个电场传感器进行电压测量时，不能保证电场传感芯片与导线之间的位置关系不变，因此，每次测量时均需要确定电压和电场之间的比例关系，才能准确地计算出导线的电压。也就是说，传统方法中电压测量方法比较繁琐。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种测量方法简单的基于电场传感器的导线电压测量方法及装置。
第一方面，本申请提供了一种基于电场传感器的导线电压测量方法，该电压测量方法应用于电压传感器，该电压传感器包括至少四个电场传感器，上述至少四个电场传感器沿同一直线排列设置；所述方法包括：
获取待测导线的电场强度与上述待测导线的电压、上述电场传感器与上述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
通过上述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离；
根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算上述待测导线的电压。
在其中一个实施例中，上述至少四个电场传感器包括第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器及第四电场传感器；第一电场传感器用于测量第一初始电场强度，第二电场传感器用于测量第二初始电场强度，第三电场传感器用于测量第三初始电场强度，第四电场传感器用于测量第四初始电场强度。
在其中一个实施例中，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算上述待测导线的电压，包括：
根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系；
根据上述第二对应关系，计算上述待测导线的电压。
在其中一个实施例中，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系，包括：
根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第一表达式；
根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第四初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第二表达式。
在其中一个实施例中，上述根据上述第二对应关系，计算上述待测导线的电压，包括：
根据上述至少四个初始电场强度，确定上述电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围；
从上述取值范围中基于预设步长确定初始干扰电场强度，将上述初始干扰电场强度输入至上述第一表达式、上述第二表达式中，计算上述待测导线的候选电压；
判断上述待测导线的候选电压是否满足预设条件；上述预设条件包括上述待测导线的候选电压之间的差值小于预设差值阈值；
若是，则将满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压，作为上述待测导线的电压。
在其中一个实施例中，上述方法还包括：
若上述待测导线的候选电压不满足预设条件，则根据上述初始干扰电场强度及上述预设步长，确定新的干扰电场强度；
将上述新的干扰电场强度作为上述初始干扰电场强度进行迭代计算，生成上述待测导线的候选电压，直到上述待测导线的候选电压满足上述预设条件，则将满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压，作为上述待测导线的电压。
在其中一个实施例中，上述至少四个电场传感器设置在与待测导线垂直的面上；上述根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算上述待测导线的电压，包括：
根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角；
根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系；上述第三对应关系为上述第一初始电场强度与上述第二初始电场强度之间的差值与待测导线的电压、上述第一电场传感器与上述第二电场传感器之间的距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角之间的对应关系；
根据上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角以及上述第三对应关系，计算上述待测导线的电压。
在其中一个实施例中，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角，包括：
根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述第一垂直距离与上述第一夹角的第三表达式；
根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第四初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述第一垂直距离与上述第一夹角的第四表达式；
根据上述第三表达式及上述第四表达式，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角。
在其中一个实施例中，上述根据上述第三表达式及上述第四表达式，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角，包括：
根据上述第三表达式及上述第四表达式，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一初始垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一初始夹角；
判断上述第一初始垂直距离、上述第一初始夹角是否满足预设条件；上述预设条件包括上述第一初始垂直距离为正值，上述第一初始夹角大于预设夹角阈值；
将满足预设条件的第一初始垂直距离、第一初始夹角，作为上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角。
在其中一个实施例中，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系，包括：
计算待测导线的电场强度映射到上述电场敏感方向上的电场强度分量；
建立上述电场强度分量与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述至少四个初始电场强度之间的第四对应关系；
根据上述第四对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述第三对应关系。
第二方面，本申请还提供了一种基于电场传感器的导线电压测量装置，应用于电压传感器，所述电压传感器包括至少四个电场传感器，所述至少四个电场传感器沿同一直线排列设置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取待测导线的电场强度与上述待测导线的电压、上述电场传感器与上述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
第二获取模块，用于通过上述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离；
电压计算模块，用于根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算上述待测导线的电压。
第三方面，本申请还提供了一种电压传感器。所述电压传感器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
通过至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离；
根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算待测导线的电压。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
通过至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离；
根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算待测导线的电压。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
通过至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离；
根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算待测导线的电压。
上述基于电场传感器的导线电压测量方法及装置，应用于电压传感器，所述电压传感器包括至少四个电场传感器，所述至少四个电场传感器沿同一直线排列设置，通过获取待测导线的电场强度与所述待测导线的电压、所述电场传感器与所述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；通过所述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离；根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离及所述第一对应关系，计算所述待测导线的电压。上述电压测量方法只需要获取至少四个电场传感器的初始电场强度，以及电场传感器之间的距离及第一对应关系，就可以进行待测导线电压的计算，也就是说在计算待测导线的电压时，不需要考虑导线与电场传感器之间的位置关系，就可以得到待测导线的电压值，测量方法更加简单。由此可见，待测导线与电场传感器之间的位置关系并不影响待测导线的电压值的计算，那么电场传感器相对于待测导线的放置方法就可以任意放置，这极大的降低了电场传感器的安装难度。进一步地，由于对电场传感器安装难度降低了，那么在使用电压传感器按照上述电压测量方法测量导线电压时也能够更加容易得到待测导线的电压值。
附图说明
图1为一个实施例中导线电压测量方法的应用环境图；
图2为一个实施例中导线电压测量方法的流程示意图；
图3为一个实施例中导线电压测量方法的示意图；
图4为图2中根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及第一对应关系，计算待测导线的电压方法的流程示意图；
图5为图4中根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系的方法的流程示意图；
图6为图4中根据所述第二对应关系，计算所述待测导线的电压的方法的流程示意图；
图7为一个实施例中导线电压测量方法的示意图；
图8为图2中根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及第一对应关系，计算待测导线的电压的方法的流程示意图；
图9为另一个实施例中导线电压测量方法的示意图；
图10为图8中根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角的方法的流程示意图；
图11为图9中根据第三表达式及第四表达式，计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角的方法的流程示意图；
图12为图8中上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第三对应关系方法的流程示意图；
图13为一个具体的实施例中电压测量方法的流程示意图；
图14为一个实施例中导线电压测量装置的结构框图；
图15为一个实施例中电压传感器的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“ 上”、“ 下”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“水平”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“ 第一”、“ 第二”、“ 第三”、“ 第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
电压是电力系统中重要的运行状态数据，其对电力系统的运行、保护等至关重要，因此如何准确、便捷的获取电压数据一直是电力系统中重要的研究课题。
通常使用电压互感器测量导线的电压，在测量电压时需要将电压互感器与包含导线的被测电路进行电连接，才能进行导线电压测量。因此，需要先对被测电路进行断电处理，然后，在断电的情况下将电压互感器与被测电路电连接。因此，传统方法中使用电压互感器进行测量导线的电压时，测量方法较为繁琐。
近年来，随着电场传感芯片相关材料的出现和工艺技术的进步，出现了可用于电力系统电场测量的电场传感器。传统方法，可以采用单个电场传感器测量电场强度，进而基于电场强度可以计算出导线的电压。然而，若利用单个电场传感器测量电压，就需要先固定电场传感芯片与导线之间的位置关系，并提前获取电压和电场之间的比例关系，然后利用该位置关系、测得的电场强度以及该比例关系，计算导线的电压值。
然而，采用单个电场传感器测量电压时，一旦位置关系发生变化，电压与电场之间的比例关系也会发生变化。而在每次采用单个电场传感器进行电压测量时，不能保证电场传感芯片与导线之间的位置关系不变，因此，每次测量时均需要确定电压和电场之间的比例关系，才能准确地计算出导线的电压。也就是说，传统方法中电压测量方法比较繁琐。
为了解决测量导线电压时测量方法较为繁琐的问题，提出了一种新的基于电场传感器的导线电压测量方法。本申请实施例中提供的导线电压测量方法，应用于图1所示电压传感器100，该电压传感器包含至少四个电场传感器120，该电场传感器包含电场传感芯片以及其他元件。上述至少四个电场传感器沿同一直线排列设置，多个电场传感器用于获取其所在位置的电场强度。由至少四个电场传感器组成的电压传感器，不需要与待测导线进行电连接，因此电压传感器可以设置在导线上，也可以设置在距离待测导线一定距离处，用于计算待测导线的电压。该电压传感器100用于获取所述待测导线的电场强度与所述待测导线的电压、所述电场传感器与所述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；通过所述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离；根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离及所述第一对应关系，计算所述待测导线的电压。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种导线电压测量方法，以该方法应用于图1中的电压传感器100为例进行说明，该电压传感器包含至少四个电场传感器120，至少四个电场传感器且沿同一直线排列设置，多个电场传感器用于获取其所在位置的电场强度。该方法包括以下步骤：
S220，获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系。
其中，待测导线的电场强度为待测导线在空间中产生的电场强度，该电场强度的方向为待测导线与电场传感器的连线方向。由于待测导线可能为圆柱形结构，因此这里的电场传感器与待测导线的距离为最短直线距离，也就是垂直距离。
具体的，电压传感器100获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系。电压传感器预先计算出该第一对应关系，并将该第一对应关系预先存储至存储器中。若需要通过电压传感器进行导线电压测量时，先从存储器中获取到该第一对应关系。
其中，待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系的计算过程，包括以下步骤：
第一步，假设长直导线均匀带电，单位长度上的电荷为
Figure 491507DEST_PATH_IMAGE001
为真空介电常数，根据高斯定理可得，距离直线x处的电场强度为：
Figure 645408DEST_PATH_IMAGE002
公式（1-1）
第二步，在导线外选取一点作为电位参考点，假设电位参考点与导线距离为x0，导线的半径为R，则从电位参考点积分到导线表面，可得导线的电压为：
Figure 527914DEST_PATH_IMAGE003
公式（1-2）
第三步，通过联立公式（1-1）和式（1-2）可得待测导线的电场强度与导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系：
Figure 473873DEST_PATH_IMAGE004
公式（1-3）
通过公式（1-3）可以看出，在选定了电位参考点后，带电导线在空间中产生的电场强度与导线的电压成正比，与距离成反比。
在实际的计算过程中，电位参考点的位置可以设置在导线外任意位置，例如可以将电位参考点设置与导线垂直的地面位置上，此时x0即为电压传感器的安装高度。导线的半径R也为已知量，导线的半径可以根据导线的型号信息获得，也可以通过测量等方式得到。由于x0以及R均为已知量，因此可以将x0、R提前存入预先存储至存储器中，以便后续计算时使用，也可以直接将
Figure 416421DEST_PATH_IMAGE005
计算出来并代入第一对应关系中，再存储至存储器中，这样电压传感器进行导线电压测量时，可以直接从存储器中获取到含有该已知参数的第一对应关系。
S240，通过至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿直线的距离。
图3为一个实施例中导线电压测量方法的示意图。图3中包括待测导线320，至少四个电场传感器包括第一电场传感器342、第二电场传感器344、第三电场传感器346及第四电场传感器348。第一电场传感器342、第二电场传感器344、第三电场传感器346及第四电场传感器348沿同一直线排列设置，且上述至少四个电场传感器相对于待测导线可以任意放置，例如可以如图3中所示，四个电场传感器相对于待测导线交叉放置。
其中，电场敏感方向是电场传感器能够测得电场强度的方向，也就是说可以在组装电压传感器时规定电场敏感方向，因此不同的电压传感器其电场敏感方向可以不同。如图3所示，电场敏感方式是水平向左的，在其他电压传感器中，电场敏感方向也可以是其他方向，例如可以是竖直向下的方向。电场传感器获得的初始电场强度为其实际测得的电场敏感方向上的电场强度。例如，通过第一电场传感器测量出第一初始电场强度E1，通过第二电场传感器测量出第二初始电场强度E2，通过第三电场传感器测量出第三初始电场强度E3，通过第四电场传感器测量出第四初始电场强度E4。
具体的，可以在预先组装电压传感器时将至少四个电场传感器的位置固定好，同时对电压传感器之间的距离进行测量，并将测量的距离存储至电压传感器的存储器中，计算时，电压传感器100获取存储的电压传感器之间的距离；也可以是不提前在电压传感器中固定至少四个电场传感器的位置，而是在进行电压测量时根据情况任意调整电场传感器的位置。这里，电场传感器之间的距离可以通过距离传感器测量。另外，这里的至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离包括相邻电场传感器之间的距离，也可以是其中一个电场传感器与其他电场传感器之间的距离等。例如，可以是第一电场传感器342与第二电场传感器344之间的距离；第二电场传感器344与第三电场传感器346之间的距离；第三电场传感器346与第四电场传感器348之间的距离。也可以是第一电场传感器342与第二电场传感器344之间的距离m，第一电场传感器342与第三电场传感器346之间的距离n，及第一电场传感器342与第四电场传感器348之间的距离k。当然，本申请对此不做限定。
S260，根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及第一对应关系，计算待测导线的电压。
具体的，电压传感器100中的至少四个电场传感器，可以测得至少四个初始电场强度，上述至少四个电场传感器之间沿同一直线的距离已经预先存储至存储器中，或者通过距离传感器测得，电压传感器100可以获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系，随后电压传感器100中的处理器利用上述至少四个初始电场强度，至少四个电场传感器之间的距离以及第一对应关系计算得到待测导线的电压。待测导线的电压的计算方法可以直接将至少四个初始电场强度，至少四个电场传感器之间的距离以及第一对应关系输入到存储器中存储的计算公式中进行计算，直接得出待测导线的电压，也可以是利用上述至少四个初始电场强度，至少四个电场传感器之间的距离以及第一对应关系一步步推导最终得到待测导线的电压。
上述电压测量方法中只需要获取至少四个电场传感器的初始电场强度，以及电场传感器之间的距离及第一对应关系，就可以进行待测导线电压的计算，也就是说在计算待测导线的电压时，不需要考虑导线与电场传感器之间的距离以及电场传感器放置角度等，电场传感器相对于待测导线可以任意放置，只需四个电场传感器沿同一直线放置，且与导线垂直即可，这极大的降低了电场传感器的安装难度。进一步地，由于测量导线电压进时使用的电压传感器安装难度降低了，同时初始电场强度可以通过电场传感器获得，多个电场传感器之间的距离也是比较容易获得的，那么利用上述电压测量方法也能够更加容易得到待测导线的电压值。
上述实施例中介绍了电压传感器至少包含四个电场传感器，以下就对电场传感器进行介绍。在一个实施例中，上述至少四个电场传感器包括第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器及第四电场传感器；第一电场传感器用于测量第一初始电场强度，第二电场传感器用于测量第二初始电场强度，第三电场传感器用于测量第三初始电场强度，第四电场传感器用于测量第四初始电场强度。
具体的，至少四个电场传感器沿同一直线设置，至少四个电场传感器用于测量电场敏感方向上的电场强度，例如在图2中，电场敏感方向水平向左，那么第一电场传感器测得的是水平向左的电场敏感方向上的第一初始电场强度E1，第二电场传感器测得的是水平向左的电场敏感方向上的第二初始电场强度E2，第三电场传感器测得的是水平向左的电场敏感方向上的第三初始电场强度E3，第四电场传感器测得的是水平向左的电场敏感方向上的第四初始电场强度E4。若电场敏感方向为竖直向下，那么电场传感器测得的就是竖直向下的电场敏感方向上的初始电场强度。
上述实施例中，介绍了待测导线电压的计算方法，以下就对其具体的计算步骤进行说明。在一个实施例中，如图4所示，S260包括：
S262，根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系。
其中，至少四个电场传感器之间的空间位置包括电场传感器与待测导线之间的垂直距离以及夹角。例如，以四个电场传感器为例，第一电场传感器与待测导线之间的垂直距离为第一垂直距离x1，第二电场传感器与待测导线之间的垂直距离为第二垂直距离x2，第三电场传感器与待测导线之间的垂直距离为第三垂直距离x3，第四电场传感器与待测导线之间的垂直距离为第四垂直距离x4；假设载流导线与传感器直线的公垂线段为d；经过电场传感芯片所在直线、且与垂线段d垂直的平面为s，那么上述夹角还包括
Figure 182252DEST_PATH_IMAGE006
分别为第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器、第四电场传感器到载流导线的垂线与平面s的第一夹角、第二夹角、第三夹角、第四夹角，其中，载流导线与传感器直线的法平面的夹角为
Figure 602869DEST_PATH_IMAGE007
。至少四个电场传感器之间的空间位置关系即x1、x2、x3、x4、
Figure 75438DEST_PATH_IMAGE008
之间的空间位置关系，上述空间位置关系可以通过空间几何定律得到。
具体的，第二对应关系的计算需要利用上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系得到，其具体的计算过程，以图3中具体情况为例，包括以下步骤：
第一步：当待测导线相对于电场传感器倾斜放置时，待测导线与电压传感器之间存在一定夹角，因此在以下计算时先假定
Figure 657730DEST_PATH_IMAGE009
小于90°、
Figure 582960DEST_PATH_IMAGE010
均大于90°。实际测量时电场传感器只能测得电场敏感方向上的初始电场强度，电场敏感方向上的初始电场强度包括待测导体在电场敏感方向上的电场强度以及电场敏感方向上的干扰电场强度。由于外界的干扰电场源与传感器的距离相比于芯片与待测导体距离较大，则外界的干扰电场在四个芯片处电场是一致的，在芯片敏感轴方向上的分量记为记-E0。那么电场传感器测得的初始电场强度可以用以下公式表示：
为便于计算，记
Figure 129305DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 190802DEST_PATH_IMAGE012
公式（1-4）
Figure 943994DEST_PATH_IMAGE013
公式（1-5）
Figure 356521DEST_PATH_IMAGE014
公式（1-6）
Figure 712416DEST_PATH_IMAGE015
公式（1-7）
第二步：由于电场传感器之间的距离是可以获取的，那么根据空间几何定律得到可以至少四个电场传感器之间的空间位置关系，如下：
Figure 893999DEST_PATH_IMAGE016
公式（1-8）
Figure 677147DEST_PATH_IMAGE017
公式（1-9）
Figure 576970DEST_PATH_IMAGE018
公式（1-10）
Figure 346343DEST_PATH_IMAGE019
公式（1-11）
第三步：根据以上初始电场强度以及空间位置关系计算第二对应关系，首先得出每个垂直距离与夹角之间的关系，例如得出第一垂直距离与第一夹角之间的关系，再将每个垂直距离与夹角之间的关系代入到对应的空间位置关系中，通过运算可以将垂直距离与夹角相关的量消除，就可以得到待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系。通过几个不同的初始电场强度以及空间位置关系可以得到不同的第二对应关系，例如以其中任意至少三个电场传感器的初始电场强度及其空间位置关系可以得到一个第二对应关系，通过更换其他任意至少三个电场传感器的初始电场强度及其空间位置关系又可以得到另一个第二对应关系。
S264，根据上述第二对应关系，计算上述待测导线的电压。
具体的，通过任意三个电场传感器的初始电场强度及其空间位置关系就可以得到一个待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系。由于第二对应关系中的未知量只有待测导线的电压以及敏感方向上的干扰电场强度，一旦确定干扰电场的电场强度，那么就可以得到待测导线的电压。计算待测导线的电压的方式可以是将得到的多个第二对应关系联立求解，例如先求出干扰电场强度，再将干扰电场强度回代到另一个第二对应关系求出待测导线的电压，也可以采用一维搜索的方法得到待测导线的电压，当然也可以采用其他方法计算出待测导线的电压。
在本实施例中，通过计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系，可以将待测导体与电场传感器之间的空间位置关系都消除掉，也就是说待测导体与电场传感器之间的空间位置关系不影响待测电压的计算。且第二对应关系中值包含的未知量是敏感方向上的干扰电场强度以及待测导线电压，也就是说一旦确定敏感方向上的干扰电场强度就可以得到待测导线电压，因此利用该电压测量方法计算电压时计算方法简单。
上述实施例中，介绍了第二对应关系，以下就对第二对应关系的详细计算过程进行介绍。在一个实施例中，如图5所示，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系，包括：
S502，根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第一表达式。
具体的，上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度之间的关系为公式（1-4）、公式（1-5）、公式（1-6），上述第一对应关系为公式（1-3），上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第三电场传感器之间的空间位置关系为公式（1-8）、公式（1-9）、公式（1-10），利用以上公式可以计算出上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第一表达式，具体计算过程如下：
第一步：为简化运算，将上述公式进行重写：
令：
Figure 975907DEST_PATH_IMAGE020
公式（1-12）
那么（1-4）、公式（1-5）、公式（1-6）、式（1-8）、公式（1-9）、公式（1-10）可以重写为：
Figure 336481DEST_PATH_IMAGE021
公式（1-13）
Figure 317076DEST_PATH_IMAGE022
公式（1-14）
Figure 686877DEST_PATH_IMAGE023
公式（1-15）
Figure 780735DEST_PATH_IMAGE024
公式（1-16）
Figure 577790DEST_PATH_IMAGE025
公式（1-17）
Figure 186626DEST_PATH_IMAGE026
公式（1-18）
第二步：将上述公式（1-13）至公式（1-18）联立，得到：
Figure 953593DEST_PATH_IMAGE027
公式（1-19）
Figure 964275DEST_PATH_IMAGE028
公式（1-20）
Figure 260127DEST_PATH_IMAGE029
公式（1-21）
Figure 356259DEST_PATH_IMAGE030
公式（1-22）
Figure 536704DEST_PATH_IMAGE031
公式（1-23）
第三步：将公式（1-16）、公式（1-17）、公式（1-18）联立得到：
Figure 401892DEST_PATH_IMAGE032
公式（1-24）
将公式（1-16）、公式（1-18）、公式（1-21）联立得到：
Figure 868646DEST_PATH_IMAGE033
公式（1-25）
由公式（1-22）、公式（1-23）得到：
Figure 452074DEST_PATH_IMAGE034
公式（1-26）
Figure 170631DEST_PATH_IMAGE035
公式（1-27）
第四步：联立公式（1-24）至公式（1-27）得到：
Figure 155904DEST_PATH_IMAGE036
公式（1-28）
公式（1-28）就为上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第一表达式。
S504，根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第四初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第二表达式。
具体的，上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第二表达式的计算方法和第一表达式的计算方法类似，利用公式（1-4）、公式（1-5）、公式（1-7）、公式（1-8）、公式（1-9）、公式（1-11），按照与第一表达式相同的计算方法，可以得到第二表达式，第二表达式的公式如下：
Figure 793559DEST_PATH_IMAGE037
公式（1-29）
本实施例中，介绍了第二对应关系的具体计算方法，以任意三个电场传感器及其相关的数据就可以得到第二对应关系中的第一表达式及第二表达式，同时通过更换使用的电场传感器及其相关的数据就可以得到其他的第二表达式，因此该方法计算时可选择性强。同时，通过第一表达式和第二表达式共同计算待测导线的电压，也能够保证计算的待测导线电压准确性。
以上实施例介绍了第二对应关系包括第一表达式以及第二表达式，以上实施例介绍了第一表达式以及第二表达式的计算方法，那么接下来就对根据第二对应关系，计算待测导线的电压的过程进行介绍。在一个实施例中，如图6所示，根据所述第二对应关系，计算所述待测导线的电压，包括：
S602，根据上述至少四个初始电场强度，确定上述电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围。
具体的，所述至少四个电场传感器可以测得至少四个初始电场强度，由于初始电场强度是包括导体在电场敏感方向上的电场强度以及电场敏感方向上的干扰电场强度的，也就是说电场敏感方向上的干扰电场的电场强度是小于测得的初始电场强度的，同时由于电场强度是有方向性的，可能是沿电场敏感方向，也可能是电场敏感方向的反方向，因此电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围应该是在最大初始电场强度的绝对值的正负区间内。首先求出四个电场测量值得最大值Emax，
Figure 864283DEST_PATH_IMAGE038
，那么就可以先将电场敏感方向的干扰电场强度E0记为E0=-Emax。
S604，从上述取值范围中基于预设步长确定初始干扰电场强度，将上述初始干扰电场强度输入至上述第一表达式、上述第二表达式中，计算上述待测导线的候选电压。
其中，电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围应该是在最大初始电场强度的绝对值的正负区间内，假定预设步长为
Figure 245586DEST_PATH_IMAGE039
，那么初始干扰电场强度可以记为
Figure 85366DEST_PATH_IMAGE040
，在确定了初始干扰电场强度后，将初始干扰电场强度代入第一表达式可以得到两个待测导线的候选电压，将初始干扰电场强度代入第二表达式可以得到两个待测导线的候选电压，理论上第一表达式和第二表达式得到的候选电压应该是相近的。
具体的，上述待测导线的候选电压可以由以下步骤计算得到：
第一步：将第一表达式即公式（1-28）进行化简，整理得到：
Figure 34868DEST_PATH_IMAGE041
公式（1-30）
将第二表达式即公式（1-29）进行化简，整理得到：
Figure 327309DEST_PATH_IMAGE042
公式（1-31）
第二步：将
Figure 512302DEST_PATH_IMAGE043
代入整理后的公式（1-30），可以得到：
Figure 206589DEST_PATH_IMAGE044
公式（1-32）
将
Figure 451625DEST_PATH_IMAGE045
代入整理后的公式（1-31），可以得到：
Figure 496942DEST_PATH_IMAGE046
公式（1-33）
公式（1-32）有两个解，将其记为V11、V12，公式（1-33）有两个解，将其记为V21、V22，理论上待测导线的电压只有一个值，也就是说第一表达式得到的待测导线的候选电压应该和第二表达式得到的候选电压相同，因此将上述待测导线的候选电压进行组合，得到四组候选电压，分别记为
Figure 95413DEST_PATH_IMAGE047
。
S606，判断上述待测导线的候选电压是否满足预设条件；上述预设条件包括上述待测导线的候选电压之间的差值小于预设差值阈值。
具体的，候选电压即为可能的待测导线的电压，理论上应该有一组候选电压中两个候选电压值近似相等，因此在此通过设置预设条件对上述待测导线的候选电压进行判断，设置待测导线的预设差值阈值为
Figure 644206DEST_PATH_IMAGE048
，可以根据实际情况设置，例如设置成0.01V、0.001V等。具体判断时，将每组候选电压中两个候选电压值进行相减，判断是否满足候选电压之间的差值小于预设差值阈值的预设条件，即判断是否满足、
Figure 732248DEST_PATH_IMAGE049
。
S608，若是，则将满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压，作为上述待测导线的电压。
具体的，若上述待测导线的候选电压满足预设条件，那么就说明该组候选电压中两个候选电压值非常接近，而两个候选电压值分别是由第一表达式和第二表达式得到的，那么就可以认为两个候选电压值均为待测导线的电压，将其中任意一个候选电压值作为待测导线的电压即可。因此四组候选电压中如果有满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压就可以作为上述待测导线的电压。
本实施例中，通过限定干扰电场的强度，采用一维搜索的方法确定待测导线的电压，该方法相对于通过表达式求解的方式计算待测导线的电压，方法更加简单，因此基于该方法也能够更容易的计算出待测导线的电压。
以上实施例介绍了计算待测导线的电压的一种情况，以下就对另一种情况进行介绍。在一个实施例中，如图7所示，上述方法还包括：
S702，若上述待测导线的候选电压不满足预设条件，则根据上述初始干扰电场强度及上述预设步长，确定新的干扰电场强度。
具体的，由于电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围应该是在最大初始电场强度的绝对值的正负区间内，且初始干扰电场
Figure 592757DEST_PATH_IMAGE050
，也就是说由于电场敏感方向的干扰电场强度是根据具体情况设定的，因此设定的值与真实的干扰电场强度可能存在一定差别，那么将基于预设步长确定的初始干扰电场强度代入第二对应关系得到待测导线的电压时，计算出的多组候选电压可能均不满足预设条件。因此当上述待测导线的候选电压不满足预设条件，需要根据上述初始干扰电场强度及预设步长，确定新的干扰电场强度。
由于电场敏感方向上的干扰电场理论上是小于测得的初始电场强度的，因此当四组候选电压均不满足预设条件时，需要将设定的初始干扰电场强度与初始电场强度的最大值进行比较，即判断是否满足
Figure 791657DEST_PATH_IMAGE051
，当满足时，说明可能计算过程存在错误，重新计算候选电压；当不满足时，说明预设步长过大，此时重新设置
Figure 522853DEST_PATH_IMAGE052
。
S704，将上述新的干扰电场强度作为上述初始干扰电场强度进行迭代计算，生成上述待测导线的候选电压，直到上述待测导线的候选电压满足上述预设条件，则将满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压，作为上述待测导线的电压。
具体的，新的干扰电场强度为电场强度的绝对值的最大值与新设置的步长的和，即
Figure 781796DEST_PATH_IMAGE053
，将新的干扰电场强度代入到公式（1-32）及公式（1-33）中，得出待测导线的四个候选电压，再将四个候选电压组合得到四组候选电压，判断上述四组候选电是否满足预设条件，满足时将上述待测导线的候选电压作为待测导线的电压，不满足时重新设定预设步长，再计算待测导线的候选电压，直至满足预设条件为止。
本实施例中，通过对待测导线的候选电压不满足预设条件的情况进行补充，可以避免电压计算错误的可能，同时通过重新设定预设步长的方法，对以上步骤重复计算，也能够更加迅速的得到待测导线的电压值。
在上述实施例中电压传感器相对于待测导线任意放置时，待测导线电压的计算方法，以下就对当电场传感器设置在与待测导线垂直的面上时，待测导线电压的计算方法进行介绍，当然导线任意放置时也包括导线电场传感器设置在与待测导线垂直的面上的情况，因此利用上述待测导线的计算方法也可以计算出待测导线的电压，以下只是提出了另一种适用于当电场传感器设置在与待测导线垂直的面上情况下的导线电压的计算方法。在另一个实施例中，上述至少四个电场传感器设置在与待测导线垂直的面上，如图8所示，步骤S260包括：
S266，根据上述至少四个初始电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角。
图9为一个实施例中导线电压测量方法的示意图，图9中包括待测导线320，至少四个电场传感器包括第一电场传感器342、第二电场传感器344、第三电场传感器346及第四电场传感器348。第一电场传感器342、第二电场传感器344、第三电场传感器346及第四电场传感器348沿同一直线排列设置，且上述至少至少四个电场传感器设置在与待测导线垂直的面上。
其中，上述至少四个电场传感器之间的空间位置包括每个电场传感器与待测导线之间的垂直距离，以及每个传感器与待测导线之间的夹角。以四个电场传感器为例，第一电场传感器与待测导线之间的垂直距离为第一垂直距离x1，第一电场传感器与待测导线之间的夹角为第一夹角，第二电场传感器与待测导线之间的垂直距离为第二垂直距离x2，第二电场传感器与待测导线之间的夹角为第二夹角，以此类推。上述四个电场传感器之间的空间位置为x1、x2、x3、x4、
Figure 739387DEST_PATH_IMAGE054
之间的空间位置关系，上述空间位置关系可以通过空间几何定律得到。另外，初始电场强度包括导体在电场敏感方向上的电场强度以及电场敏感方向上的干扰电场强度E0，通过第一电场传感器可以测量出第一初始电场强度E1，通过第二电场传感器可以测量出第二初始电场强度E2，通过第三电场传感器可以测量出第三初始电场强度E3，通过第四电场传感器可以测量出第四初始电场强度E4。
具体的，通过四个电场传感器之间的空间位置，以及电场传感器获得的初始电场强度、以及第一对应关系可以从存储器中获取，在获取到以上数据后，利用上述数据将
Figure 476399DEST_PATH_IMAGE055
、x2、x3、x4进行消除得到第一垂直距离与第一夹角之间的关系，进而计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角。同理，通过与第一垂直距离以及第一夹角同样的方法，也可以计算出其余传感器与导线之间的垂直距离以及夹角。
S268，根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系。
上述第三对应关系为第一初始电场强度与第二初始电场强度之间的差值与待测导线的电压、第一电场传感器与第二电场传感器之间的距离、第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角之间的对应关系。
其中，如图9所示，电场敏感方向为垂直向下方向，外界干扰电场源与电场传感器之间的距离相比于待测导体与电场传感器之间的距离较大，因此可以认为多个电场传感器所在位置的外界干扰电场是一致的，也就是说多个电场传感器所在位置电场敏感方向上外界干扰电场一致，此处将电场敏感方向上的电场强度记为E0。
具体的，第二对应关系的计算可以通过将其中任意两个传感器的初始电场强度求差得到差值，同时通过上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、第一对应关系，以及四个电场传感器之间的空间位置关系，将上述数据中的电场传感器与待测导线之间的垂直距离以及夹角用其中一个电场传感器与待测导线之间的垂直距离以及夹角表示，即可计算得到第二对应关系。利用上述方法，可以得到第一初始电场强度与第二初始电场强度之间的差值与待测导线的电压、第一电场传感器与第二电场传感器之间的距离、第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角之间的对应关系。另外，利用同样的方法，也可以得到第一初始电场强度与第三初始电场强度之间的差值与待测导线的电压、第一电场传感器与第三电场传感器之间的距离、第三电场传感器与待测导线的第三垂直距离、第三电场传感器与待测导线的第三夹角之间的对应关系。
S270，根据上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角以及上述第三对应关系，计算上述待测导线的电压。
具体的，在上述步骤中已经计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角，第三对应关系也是已经得到的，且第三关系中的未知量只包括第一垂直距离、第一夹角以及待测导线的电压，那么将第一垂直距离、第一夹角以及电场传感器测得的初始电场强度以及电场传感器之间的距离输入至到第二对应关系中，即可计算得到待测导线的电压。在此过程中可以将第二对应关系提前存储在存储器中，处理器在进行计算时直接根据存储器中的第二对应关系，以及初始电场强度以及电场传感器之间的距离计算出待测导线的电压。
本实施例中，在计算过程中，需要利用到多个电场传感器测得的初始电场强度以及电场敏感方向的外界干扰电场，由于每一个电场传感器测得的初始电场强度都包含相同大小的外界干扰电场，那么在计算第二对应关系时，只需要将两个初始电场强度相减，就可以将电场敏感方向的外界干扰电场消除掉。基于上述原理，在后续的待测导线的电压的计算过程中，也可以通过将不同初始电场强度求差值的方式消除电场敏感方向上外界干扰电场的影响，由于排除了电场敏感方向上外界干扰电场的影响，最终计算出的待测导线的电压值也更为准确。
上述实施例提到了计算第一垂直距离以及第一夹角，以下就对第一垂直距离以及第一夹角具体的计算方法进行说明。在一个实施例中，如图10所示，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角。
S802，根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述第一垂直距离与上述第一夹角的第三表达式。
其中，需要说明的是电场传感器测得的初始电场强度包括电场敏感方向上的外界干扰电场以及电场敏感方向上待测导体产生的电场强度。那么，以图9为例，根据高斯定律以及空间几何定律得到关于公式：
Figure 593260DEST_PATH_IMAGE056
公式（1-34）
Figure 23104DEST_PATH_IMAGE057
公式（1-35）
Figure 327046DEST_PATH_IMAGE058
公式（1-36）
Figure 867749DEST_PATH_IMAGE059
公式（1-37）
Figure 980062DEST_PATH_IMAGE060
公式（1-38）
Figure 315228DEST_PATH_IMAGE061
公式（1-39）
其中
Figure 377905DEST_PATH_IMAGE062
分别为第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感与待测导线的第一夹角、第二夹角、第三夹角；x1、x2、x3分别为第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感与待测导线的第一垂直距离、第二垂直距离、第三垂直距离；E0为电场敏感方向上的外界干扰电场强度；E1、E2、E3分别为第一电场传感器测量的电场敏感方向上的第一初始电场强度、第二初始电场强度、第三初始电场强度；m为第一电场传感器与第二电场传感器之间的距离，n为第一电场传感器与第三电场传感器之间的距离。
通过以上公式消除
Figure 456720DEST_PATH_IMAGE063
、E0、x2、x3可以得到第一垂直距离与第一夹角的第一表达式，如下：
Figure 423539DEST_PATH_IMAGE064
公式（1-40）
其中，E23为第二初始电场强度与第三初始电场强度的差值，E12为第一初始电场强度与第二初始电场强度的差值。
S804，根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第四初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述第一垂直距离与上述第一夹角的第四表达式。
除上述公式（1-34）、（1-35）、（1-37）、（1-38）外，第一垂直距离与第一夹角的第二表达式还需要借助与以下公式得到：
Figure 929606DEST_PATH_IMAGE065
公式（1-41）
Figure 145824DEST_PATH_IMAGE066
公式（1-42）
其中，
Figure 356225DEST_PATH_IMAGE067
为第四电场传感与待测导线的第四夹角；x4为第四电场传感器、与待测导线的第四垂直距离；E4为第四电场传感器测量的电场敏感方向上的第第四初始电场强度；k为第一电场传感器与第四电场传感器之间的距离。
通过以上公式消除
Figure 302185DEST_PATH_IMAGE068
、E0、x2、x4可以得到第一垂直距离与第一夹角的第二表达式，如下：
Figure 244733DEST_PATH_IMAGE069
公式（1-43）
其中，E24为第二初始电场强度与第四初始电场强度的差值。
S806，根据第三表达式及第四表达式，计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角。
具体的，第一表达式及第二表达式可以通过上面的方法求得，且第一表达式和第二表达式中的未知量均只有第一垂直距离以及第一夹角，那么第一垂直距离以及第一夹角的计算方法，可以通过第一表达式求出
Figure 682668DEST_PATH_IMAGE070
，再将含有x1的
Figure 306547DEST_PATH_IMAGE071
代入第二表达式中得出x1，也可以通过第一表达式先计算x1，再代入含有
Figure 779117DEST_PATH_IMAGE070
的x1代入第二表达式，得出
Figure 954883DEST_PATH_IMAGE071
。
本实施例中，可以计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角，通过第一表达式以及第二表达式，可以消除干扰电场的影响，同时通过上述计算方法可以看出，只需要E1、E2、E3、E4、m、n、k就可以计算得到x1、
Figure 880114DEST_PATH_IMAGE072
。由此可见，不需要提前获取待测导线与电场传感器之间的垂直距离以及夹角，那么对电场传感器的安装位置的限制就比较少，电场传感器的安装过程比较容易，进而导线电压的计算方法也比较容易。另外，可以将以上计算方法设置与电场传感器中，这样获取到E1、E2、E3、E4、m、n、k后，就可以直接计算出第一垂直距离及第一夹角。
以上实施例中介绍了可以通过第三表达式及第四表达式计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角，以下就对得出的第一垂直距离以及第一夹角的判别方法进行说明。在一个实施例中，如图11所示根据上述第三表达式及上述第四表达式，计算出上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与上述待测导线的第一夹角，包括：
S902，根据第三表达式及第四表达式，计算出第一电场传感器与待测导线的第一初始垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一初始夹角。
其中，由于第三表达式以及第四表达式中，x1的次数项为三次，那么最终计算出的x1可能有多个结果，相应的
Figure 697897DEST_PATH_IMAGE072
也有多个结果。实际上x1为第一电场传感器与导线之间的距离，
Figure 24973DEST_PATH_IMAGE072
为第一电场传感器与导线之间的夹角，两者均为一个确定的值。因此，此处的第一初始垂直距离即计算得到的所有x1，第一初始夹角即上述实施例中根据得到的所有x1得到的所有
Figure 512586DEST_PATH_IMAGE072
，具体的求解方式可以采用下面的方法：
求解公式（1-12）解得
Figure 925113DEST_PATH_IMAGE071
两个解：
Figure 281008DEST_PATH_IMAGE073
公式（1-44）
根据图1可知，由于待测导线与电场传感器之间的距离很近，也就意味着
Figure 462591DEST_PATH_IMAGE072
很小，那么可以粗略的认为
Figure 245739DEST_PATH_IMAGE074
，因此先将（1-44）中符号取正代入（1-43）化简：
其中引入为了便于说明，这里引入部分中间变量：
Figure 145562DEST_PATH_IMAGE075
公式（1-45）
将公式（1-44）中符号取正代入公式（1-43）化简得到：
Figure 180514DEST_PATH_IMAGE076
公式（1-46）
上述公式（1-46）为可以表示为如下所示的一元四次方程组：
Figure 216603DEST_PATH_IMAGE077
公式（1-47）
将公式（1-47）求解可以得到x，由于x=x1 2，那么
Figure 170653DEST_PATH_IMAGE078
，将x1代入公式（1-44）可以得到
Figure 292192DEST_PATH_IMAGE072
。其中，公式（1-47）的求解可以通过矩阵方式求解：
Figure 130835DEST_PATH_IMAGE079
公式（1-48）
其中，
Figure 880485DEST_PATH_IMAGE080
即为求解矩阵的特征向量，求解一元四次方程组将会获得到x的四个解。
S904，判断上述第一初始垂直距离、上述第一初始夹角是否满足预设条件；上述预设条件包括上述第一初始垂直距离为正值，上述第一初始夹角大于预设夹角阈值。
其中，预设条件为实际的第一垂直距离与第一夹角应满足的条件，通过上述实施例可知，求解得到的x有四个值，那么相对应的x1也有多个值，而在实际情况中，x1为待测导线与电场传感器之间的第一垂直距离，因此只有一个值是x1的真实值。同样的，由满足条件的x1得到的
Figure 411961DEST_PATH_IMAGE072
也有多个值，而
Figure 755218DEST_PATH_IMAGE072
只有一个真实值，且
Figure 787765DEST_PATH_IMAGE072
应该大于0°，同时由于
Figure 267287DEST_PATH_IMAGE072
很小，所以
Figure 969664DEST_PATH_IMAGE071
应该接近1，所以最终得到的
Figure 65796DEST_PATH_IMAGE072
也应该满足预设的夹角阈值。
具体的，x1和
Figure 511821DEST_PATH_IMAGE072
应该满足以下公式：
Figure 236063DEST_PATH_IMAGE081
公式（1-49）
Figure 374921DEST_PATH_IMAGE082
公式（1-50）
Figure 286245DEST_PATH_IMAGE083
公式（1-51）
Figure 535961DEST_PATH_IMAGE084
公式（1-52）
通过公式（1-49）至（1-52）对得到的多个x1以及
Figure 990076DEST_PATH_IMAGE072
进行判断，得到满足正值的x1以及满足预设夹角阈值
Figure 299834DEST_PATH_IMAGE072
。
第一初始垂直距离、第一夹角的应该满足的预设条件可以预先存储在存储器中，将每一个第一初始垂直距离、第一夹角与其应该应该满足的预设条件进行对比，判断其是否满足预设条件。
S906，将满足预设条件的第一初始垂直距离、第一初始夹角，作为上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与待测导线的第一夹角。
具体的，将不满足预设条件的第一初始垂直距离、第一初始夹角舍弃，剩余满足预设条件的一个第一初始垂直距离，以及一个第一初始夹角，将此满足预设条件的x1以及
Figure 698455DEST_PATH_IMAGE072
分别作为第一垂直距离以及第一夹角，获取x1以及
Figure 751861DEST_PATH_IMAGE072
后就可以用于计算待测导线的电压。类似的，通过将以上方法进行简单的调整，也可以得到第二垂直距离、第二夹角等。
本实施例中，通过对得到的多个x1以及
Figure 60483DEST_PATH_IMAGE072
进行筛选，可以得出准确的值，保证了x1以及
Figure 541143DEST_PATH_IMAGE072
的准确性，在此基础上进一步计算得到的待测导线的电压也比较准确。
以上实施例介绍了根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第二对应关系，以下就对第二对应关系的具体计算方法继续进行介绍。在一个实施例中，如图12所示，上述根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系包括：
S920，计算待测导线的电场强度映射到所述电场敏感方向上的电场强度分量。
具体的，电场传感器只能测得电场敏感方向上的电场强度，而待测导线的电场强度是沿第一垂直距离方向的电场强度，因此电场传感器测得的电场强度实际包含待测导线的电场强度映射到所述电场敏感方向上的电场强度分量，利用公式（1-3）以及第一夹角就可以求出待测导线的电场强度在电场敏感方向上的电场强度分量。例如：第一电场传感器、第二电场传感器位置处待测导线的电场强度映射到电场敏感方向上的分量分别为下式：
Figure 161480DEST_PATH_IMAGE085
公式（1-53）
Figure 18578DEST_PATH_IMAGE086
公式（1-54）
S922，建立所述电场强度分量与所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述至少四个初始电场强度之间的第四对应关系。
具体的，电场传感器测得的电场强度为上述电场强度分量以及敏感电场方向上外界干扰电场强度，每个电场传感器所在位置外界干扰电场强度相同，但电场强度分量不同，因此每个电场传感器位置都可以得到一个电场强度分量与所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述至少四个初始电场强度之间的对应关系。例如：第一电场传感器处、第二电场传感器处上述电场强度分量与所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度以及第一初始电场强度的第三对应关系分别为下式：
Figure 40760DEST_PATH_IMAGE087
公式（1-55）
Figure 692321DEST_PATH_IMAGE088
公式（1-56）
S924，根据所述第四对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算所述第三对应关系。
具体的，根据上述第三对应关系以及四个电场传感器之间的空间位置，可以计算得到第二对应关系。在这里，以第一电场传感器、第二电场传感器为例，第二对应关系的计算，需要利用公式（1-34）、公式（1-35）、公式（1-38）、公式（1-39），通过将公式（1-34）、公式（1-35）求差得到第一初始电场强度与第二初始电场强度的差值，然后在简化过程中运用公式（1-38）、公式（1-39）将x2以及
Figure 206479DEST_PATH_IMAGE089
消除，可以得到第二对应关系，具体公式如下：
Figure 601689DEST_PATH_IMAGE090
公式（1-57）
本实施例中，通过将电场传感器测得的电场强度分解为导线的电场强度映射到所述电场敏感方向上的电场强度分量以及干扰电场，目的是为了消除干扰电场的影响，这样在利用第二对应关系以及求得的第一垂直距离及第一夹角计算待测导线的电压时，计算的得到的待测导线的电压会更准确。
以上介绍了导线电压的测量方法，以下就结合一个具体的实施例对导线电压的测量方法进行介绍，在一个实施例中，如图13所示，导线电压的测量方法包括：
S930，获取待测导线的电场强度与待测导线的电压、电场传感器与待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
S932，通过上述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离。
S934，根据上述第一初始电场强度、第二初始电场强度、第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及第一对应关系及第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于第一垂直距离与第一夹角的第三表达式；
S936，根据第一初始电场强度、第二初始电场强度、第四初始电场强度、电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及第一对应关系及第一电场传感器、第二电场传感器、所述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于第一垂直距离与第一夹角的第四表达式；
S938，根据第三表达式及第四表达式，计算出第一电场传感器与待测导线的第一初始垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一初始夹角；
S940，判断上述第一初始垂直距离、上述第一初始夹角是否满足预设条件；上述预设条件包括上述第一初始垂直距离为正值，上述第一初始夹角大于预设夹角阈值；
S942，将满足预设条件的第一初始垂直距离、第一初始夹角，作为上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与待测导线的第一夹角；
S944，计算待测导线的电场强度映射到上述电场敏感方向上的电场强度分量；
S946，建立上述电场强度分量与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述至少四个初始电场强度之间的第四对应关系；
S948，根据上述第四对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述第三对应关系。
S950，根据第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角以及第二对应关系，计算待测导线的电压。
上述实施例中，电压测量方法中只需要获取至少四个电场传感器的初始电场强度，以及电场传感器之间的距离及第一对应关系，就可以进行待测导线电压的计算，也就是说在计算待测导线的电压时，不需要考虑导线与电场传感器之间的距离以及电场传感器放置角度等，就可以得到待测导线的电压值，由于对电场传感器放置方式的限制少了，同时初始电场强度可以通过电场传感器获得，多个电场传感器之间的距离也是比较容易获得的，那么利用上述电压测量方法也能够更加容易得到待测导线的电压值。另外，上述实施例还需要对求得的第一垂直距离以及第一夹角进行判断，以找出其满足要求的值，此过程可以保证得到的第一垂直距离以及第一夹角的准确性，那么基于第一垂直距离以及第一夹角得到的待测导线的电压值也比较准确。上述实施例中的电场强度还包括电场敏感方向上的外界干扰电场强度，通过本申请中的电压测量方法可以消除外界干扰电场，因此本申请中的导线电压测量方法可以得到更加准确的导线电压值。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的导线电压测量方法的导线电压测量装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个导线电压测量装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于导线电压测量方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图14所示，提供了一种导线电压测量装置800，包括：第一获取模块、第二获取模块和电压计算模块，其中：
第一获取模块802，用于获取上述待测导线的电场强度（斜线方向的）与上述待测导线的电压、上述电场传感器与上述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
第二获取模块804，用于通过上述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离；
电压计算模块806，用于根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离及上述第一对应关系，计算上述待测导线的电压。
在一个实施例中，上述至少四个电场传感器包括第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器及第四电场传感器；第一电场传感器用于测量第一初始电场强度，第二电场传感器用于测量第二初始电场强度，第三电场传感器用于测量第三初始电场强度，第四电场传感器用于测量第四初始电场强度。
在另一个实施例提供的导线电压测量装置中，电压计算模块包括：
第一关系计算单元，用于计算模块根据上述至少四个初始电场强度、上述至少四个电场传感器之间沿上述直线的距离、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述待测导线的电压与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系；
电压计算单元，用于根据上述第二对应关系，计算上述待测导线的电压。
在另一个实施例提供的导线电压测量装置中，上述第一关系计算单元包括：
第一表达式计算子单元，用于根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第一表达式；
第一表达式计算子单元，用于根据上述第一初始电场强度、上述第二初始电场强度、上述第四初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述第一电场传感器、上述第二电场传感器、上述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于上述待测导线的电压与上述电场敏感方向的干扰电场强度的第二表达式。
在另一个实施例提供的导线电压测量装置中，电压计算单元包括：
取值范围确定子单元，用于根据上述至少四个初始电场强度，确定上述电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围；
候选电压计算子单元，用于从上述取值范围中基于预设步长确定初始干扰电场强度，将上述初始干扰电场强度输入至上述第一表达式、上述第二表达式中，计算上述待测导线的候选电压；
判断子单元，用于判断上述待测导线的候选电压是否满足预设条件；上述预设条件包括上述待测导线的候选电压之间的差值小于预设差值阈值；
电压确定子单元，用于若是时，将满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压，作为上述待测导线的电压。
在另一个实施例提供的导线电压测量装置中，还包括：
干扰电场强度确定模块，用于若上述待测导线的候选电压不满足预设条件时，则根据上述初始干扰电场强度及上述预设步长，确定新的干扰电场强度；
导线电压确定模块，用于将上述新的干扰电场强度作为上述初始干扰电场强度进行迭代计算，生成上述待测导线的候选电压，直到上述待测导线的候选电压满足上述预设条件，则将满足上述预设条件的上述待测导线的候选电压，作为上述待测导线的电压。
在另一个实施例提供的基于电场传感器的导线电压测量装置中，电压计算模块包括：
第一计算单元，用于根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角。
对应关系计算单元，用于根据上述至少四个初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述第一对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系；上述第三对应关系为第一初始电场强度与第二初始电场强度之间的差值与待测导线的电压、第一电场传感器与第二电场传感器之间的距离、第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角之间的对应关系；
电压计算单元，用于根据第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角以及第二对应关系，计算待测导线的电压。
在另一个实施例提供的导线电压测量装置中，第一计算单元还包括：
第一表达式计算子单元，用于根据上述第一初始电场强度、第二初始电场强度、第三初始电场强度、上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及第一对应关系及第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于第一垂直距离与第一夹角的第三表达式；
第二表达式计算子单元，用于根据第一初始电场强度、第二初始电场强度、第四初始电场强度、电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及第一对应关系及第一电场传感器、第二电场传感器、所述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于第一垂直距离与第一夹角的第四表达式；
距离及夹角计算子单元，用于根据第三表达式及第四表达式，计算出第一电场传感器与待测导线的第一垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一夹角。
可选的，上述距离及夹角计算子单元，还用于根据第一表达式及第二表达式，计算出第一电场传感器与待测导线的第一初始垂直距离、第一电场传感器与待测导线的第一初始夹角；判断上述第一初始垂直距离、上述第一初始夹角是否满足预设条件；上述预设条件包括上述第一初始垂直距离为正值，上述第一初始夹角大于预设夹角阈值；将满足预设条件的第一初始垂直距离、第一初始夹角，作为上述第一电场传感器与上述待测导线的第一垂直距离、上述第一电场传感器与待测导线的第一夹角。
在另一个实施例提供的导线电压测量装置中，对应关系计算单元包括：
电场强度分量计算子单元，用于计算待测导线的电场强度映射到上述电场敏感方向上的电场强度分量；
对应关系建立子单元，用于建立上述电场强度分量与上述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、上述至少四个初始电场强度之间的第三对应关系；
对应关系计算子单元，用于根据上述第三对应关系及上述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算上述第四对应关系。
上述导线电压测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种电压传感器，该电压传感器内部结构图可以如图15所示。该电压传感器包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口以及多个电场传感器。其中，该电压传感器的处理器用于提供计算和控制能力，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储导线电压测量方法中涉及的所有数据和导线电压计算方法等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种导线电压测量方法。
本领域技术人员可以理解，图15中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行基于电场传感器的导线电压测量方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行基于电场传感器的导线电压测量方法。
需要说明的是，本申请所涉及数据（包括但不限于提前存储于电压传感器中的数据，用于导线电压计算的数据、存储的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种基于电场传感器的导线电压测量方法，其特征在于，应用于电压传感器，所述电压传感器包括至少四个电场传感器，所述至少四个电场传感器沿同一直线排列设置；所述方法包括：
获取待测导线的电场强度与所述待测导线的电压、所述电场传感器与所述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
通过所述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离；
根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离及所述第一对应关系，计算所述待测导线的电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少四个电场传感器包括第一电场传感器、第二电场传感器、第三电场传感器及第四电场传感器；所述第一电场传感器用于测量第一初始电场强度，所述第二电场传感器用于测量第二初始电场强度，所述第三电场传感器用于测量第三初始电场强度，所述第四电场传感器用于测量第四初始电场强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离及所述第一对应关系，计算所述待测导线的电压，包括：
根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离、所述第一对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算所述待测导线的电压与所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系；
根据所述第二对应关系，计算所述待测导线的电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少四个初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算所述待测导线的电压与所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度的第二对应关系，包括：
根据所述第一初始电场强度、所述第二初始电场强度、所述第三初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述第一电场传感器、所述第二电场传感器、所述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于所述待测导线的电压与所述电场敏感方向的干扰电场强度的第一表达式；
根据所述第一初始电场强度、所述第二初始电场强度、所述第四初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述第一电场传感器、所述第二电场传感器、所述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于所述待测导线的电压与所述电场敏感方向的干扰电场强度的第二表达式。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二对应关系，计算所述待测导线的电压，包括：
根据所述至少四个初始电场强度，确定所述电场敏感方向的干扰电场强度的取值范围；
从所述取值范围中基于预设步长确定初始干扰电场强度，将所述初始干扰电场强度输入至所述第一表达式、所述第二表达式中，计算所述待测导线的候选电压；
判断所述待测导线的候选电压是否满足预设条件；所述预设条件包括所述待测导线的候选电压之间的差值小于预设差值阈值；
若是，则将满足所述预设条件的所述待测导线的候选电压，作为所述待测导线的电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述待测导线的候选电压不满足预设条件，则根据所述初始干扰电场强度及所述预设步长，确定新的干扰电场强度；
将所述新的干扰电场强度作为所述初始干扰电场强度进行迭代计算，生成所述待测导线的候选电压，直到所述待测导线的候选电压满足所述预设条件，则将满足所述预设条件的所述待测导线的候选电压，作为所述待测导线的电压。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少四个电场传感器设置在与待测导线垂直的面上；所述根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离及所述第一对应关系，计算所述待测导线的电压，包括：
根据所述至少四个初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角；
根据所述至少四个初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系；所述第三对应关系为所述第一初始电场强度与所述第二初始电场强度之间的差值与待测导线的电压、所述第一电场传感器与所述第二电场传感器之间的距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角之间的对应关系；
根据所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角以及所述第三对应关系，计算所述待测导线的电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少四个初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算出所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角，包括：
根据所述第一初始电场强度、所述第二初始电场强度、所述第三初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及所述第一对应关系及所述第一电场传感器、所述第二电场传感器、所述第三电场传感器之间的空间位置关系，计算关于所述第一垂直距离与所述第一夹角的第三表达式；
根据所述第一初始电场强度、所述第二初始电场强度、所述第四初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度，以及所述第一对应关系及所述第一电场传感器、所述第二电场传感器、所述第四电场传感器之间的空间位置关系，计算关于所述第一垂直距离与所述第一夹角的第四表达式；
根据所述第三表达式及所述第四表达式，计算出所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三表达式及所述第四表达式，计算出所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角，包括：
根据所述第三表达式及所述第四表达式，计算出所述第一电场传感器与所述待测导线的第一初始垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一初始夹角；
判断所述第一初始垂直距离、所述第一初始夹角是否满足预设条件；所述预设条件包括所述第一初始垂直距离为正值，所述第一初始夹角大于预设夹角阈值；
将满足预设条件的第一初始垂直距离、第一初始夹角，作为所述第一电场传感器与所述待测导线的第一垂直距离、所述第一电场传感器与所述待测导线的第一夹角。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少四个初始电场强度、所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述第一对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算第三对应关系，包括：
计算待测导线的电场强度映射到所述电场敏感方向上的电场强度分量；
建立所述电场强度分量与所述电场敏感方向上的外界干扰电场强度、所述至少四个初始电场强度之间的第四对应关系；
根据所述第四对应关系及所述至少四个电场传感器之间的空间位置关系，计算所述第三对应关系。
11.一种基于电场传感器的导线电压测量装置，其特征在于，应用于电压传感器，所述电压传感器包括至少四个电场传感器，所述至少四个电场传感器沿同一直线排列设置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取待测导线的电场强度与所述待测导线的电压、所述电场传感器与所述待测导线的垂直距离之间的第一对应关系；
第二获取模块，用于通过所述至少四个电场传感器，测量沿电场敏感方向上的至少四个初始电场强度，获取所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离；
电压计算模块，用于根据所述至少四个初始电场强度、所述至少四个电场传感器之间沿所述直线的距离及所述第一对应关系，计算所述待测导线的电压。
12.一种电压传感器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
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