CN210128998U - 一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统，包括：工频电场发生装置，用于产生工频电场；温度控制设备，用于对电场测量环境的温度进行控制；湿度控制设备，用于对电场测量环境的湿度进行控制；电场测量值获取单元，用于分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值；测量比值获取单元，用于获取每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值；最优工频电场测量装置确定单元，用于计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值与预设湿度阈值时的电场测量比值的差值的绝对值，并在每种工频电场测量装置对应的最大的绝对值中选取最小值对应的工频电场测量装置作为最优工频电场测量装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及计量校准领域，并且更具体地，涉及一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统。
背景技术
随着超、特高压电网的快速发展和人们环保意识的不断增强，输变电工程的电磁环境影响受到越来越广泛的关注，作为交流输变电工程电磁环境的一项重要指标工频电场强度直接影响线路设计、建设和环保验收，准确测量工频电场强度意义十分重大。
我国环境保护标准HJ681—2013《交流输变电工程电磁环境监测方法(试行)》规定工频电场的测量应在环境湿度80％以下，而目前我国交流输变电工程电场测量装置在相对湿度70％以上会有较大测量误差，甚至带来完全错误的结果，输变电工程工频电场测量时探头应架设在地面上方1.5m高处，因此电场探头需要采用支架支撑。研究表明，湿度变化时，电场本身并未发生改变，而是包括探头和支架在内的工频电场测量装置，由于探头和支架受到湿度影响改变了电场测量结果，同时不同类型的电场探头和支架材料在高湿度条件下测量结果也存在很大差异。
发明内容
本实用新型提出一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统，以解决如何确定在高湿度条件下能够实现准确测量的工频电场测量装置的问题。
为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统，其特征在于，所述系统包括：
工频电场发生装置，用于产生场强不变的工频电场；
温度控制设备，用于对电场测量环境的温度进行控制；
湿度控制设备，用于对电场测量环境的湿度进行控制；
电场测量值获取单元，与测量比值获取单元相连接，用于分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值；
测量比值获取单元，与最优工频电场测量装置确定单元相连接，用于分别将每种工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置在预设湿度阈值时的电场测量值进行比值运算，以获取每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值；
最优工频电场测量装置确定单元，用于计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值与预设湿度阈值时的电场测量比值的差值的绝对值，并在每种工频电场测量装置对应的最大的绝对值中选取最小值对应的工频电场测量装置作为最优工频电场测量装置。
优选地，其中所述多种工频电场测量装置为支架相同、探头类型不同或探头相同、支架类型不同的工频电场测量装置。
优选地，其中所述电场测量值获取单元，分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值,包括：
控制电场值和环境温度不变，从预设湿度范围的下限值开始，按照预设湿度调节阈值将湿度依次增加至预设湿度范围的上限值；和/或
控制电场值和环境温度不变，从预设湿度范围的上限值开始，按照预设湿度调节阈值将湿度依次减少至预设湿度范围的下限值，以获取多种工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值。
优选地，其中所述系统还包括：
判断单元，用于对于每一种工频电场测量装置，将该工频电场测量装置在预设湿度阈值时的电场测量值作为基准值，判断该工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置对应的基准值的相对误差是否均小于等于预设误差阈值；若否，则舍弃该种工频电场测量装置。
优选地，其中所述预设误差阈值为10％。
优选地，其中所述工频电场发生装置，包括：高压电源和平行极板。
优选地，其中所述预设湿度范围为40％-90％；所述预设湿度阈值为50％。
优选地，其中所述工频电场测量装置还包括：通信模块和显示模块。
本实用新型提供了一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统，包括：工频电场发生装置、温度控制设备、湿度控制设备，电场测量值获取单元，与测量比值获取单元相连接，以及与测量比值获取单元连接的最优工频电场测量装置确定单元，通过在保证待测电场强度和温度不变的情况下，将多个工频电场测量装置放入其中，测量多个工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值，通过将不同的装置在同一条件下比较其湿度变化的特性，试验快速准确、试验结果有效性高，适合对多种不同类型的探头和不同种类的支架进行量化比选；可为交流输变电工程特别是工频电场强度的监测、评价和控制提供重要依据，能够应用在以后交流输变电工程领域的工频电场测量装置的校准和设计制造，以及工频电场的监测、环保验收和研究中，推广价值高，应用前景广。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
图1为根据本实用新型实施方式的确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统100的结构示意图；
图2为根据本实用新型实施方式的探头相同、支架类型不同的工频电场测量装置的示意图；以及
图3为根据本实用新型实施方式的测量示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本实用新型实施方式的确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统100的结构示意图。如图1所示，本实用新型的实施方式提供的确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统，包括：工频电场发生装置101、温度控制设备102、湿度控制设备103、电场测量值获取单元104、测量比值获取单元105和最优工频电场测量装置确定单元106。
优选地，所述工频电场发生装置101，用于产生场强不变的工频电场。
优选地，其中所述工频电场发生装置，包括：高压电源和平行极板。
优选地，所述温度控制设备102，用于对电场测量环境的温度进行控制。
优选地，所述湿度控制设备103，用于对电场测量环境的湿度进行控制。
在本发明的实施方式中，湿度控制设备可以为加湿器和抽湿器。
优选地，所述电场测量值获取单元104，与所述测量比值获取单元105相连接，用于分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值。
优选地，其中所述多种工频电场测量装置为支架相同、探头类型不同或探头相同、支架类型不同的工频电场测量装置。
图2为根据本实用新型实施方式的探头相同、支架类型不同的工频电场测量装置的示意图。如图2所示，在获取电场测量值时，不同支架采用同一种电场探头，当然，试验时支架也是样式相同而采用不同的绝缘材料，如都采用最左侧的三脚架而制作三脚架的材料可以是木头、环氧、有机玻璃等。
优选地，其中所述电场测量值获取单元，分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值,包括：
控制电场值和环境温度不变，从预设湿度范围的下限值开始，按照预设湿度调节阈值将湿度依次增加至预设湿度范围的上限值；和/或
控制电场值和环境温度不变，从预设湿度范围的上限值开始，按照预设湿度调节阈值将湿度依次减少至预设湿度范围的下限值，以获取多种工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值。
优选地，所述测量比值获取单元105，与所述最优工频电场测量装置确定单元106相连接，用于分别将每种工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置在预设湿度阈值时的电场测量值进行比值运算，以获取每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值。
优选地，其中所述预设湿度范围为40％-90％；所述预设湿度阈值为50％。
优选地，所述最优工频电场测量装置确定单元106，用于计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值与预设湿度阈值时的电场测量比值的差值的绝对值，并在每种工频电场测量装置对应的最大的绝对值中选取最小值对应的工频电场测量装置作为最优工频电场测量装置。
图3为根据本实用新型实施方式的测量示意图。如图2所示，在本实用新型的实施方式中，待测电场由工频电场发生装置产生，所述工频电场发生装置由交流高压电源和平行极板构成，所述平行极板间距不小于2m，用于将工频电场探头通过支架置于约1.5m高处后测量湿度变化对工频电场测量值的影响。
本实用新型方式的工频电场测量装置由工频电场测量设备和支架构成，为支架相同、探头类型不同的工频电场测量装置或探头相同、支架类型不同的工频电场测量装置；并且所述工频电场测量装置连接有通讯设备和显示设备。
在本发明的实施方式中，高湿度条件为湿度值40％至-90％。因此，在获取电场测量值时，设置湿度变化范围为40％-90％，调节阈值为10％，并利用加湿机和抽湿器控制测量环境的湿度的变化，利用温度控制设备对测量环境的温度进行控制。
例如，若工频电场测量装置为支架相同、探头不同的装置，探头分别为探头1、探头2、探头3、探头4和探头5，则共有5种工频电场测量装置。
在获取电场测量值时，是将湿度由小至大进行调节，以获取电场测量值，并计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值如下表1所示，其中，对于某一个探头来说，设置预设湿度阈值为50％，则湿度为50％时的电场测量比值为1。
表1同一支架和不同探头在不同湿度下测量的电场测量比值
由表1可以看出，探头1对应的最大电场测量比值为1.03；探头2对应的最大电场测量比值为1.12；探头3对应的最大电场测量比值为1.02；探头4对应的最大电场测量比值为1.65；探头5对应的最大电场测量比值为2.3。
然后，分别计算探头1、探头2、探头3、探头4和探头5在不同湿度下的电场测量比值与预设湿度阈值为50％时的电场测量比值的差值的绝对值，并确定探头1、探头2、探头3、探头4和探头5对应的最大的绝对值分别为：0.03、0.12、0.10、0.8和1.3。由此，可以看出探头1随湿度的变化最小，而探头5随湿度的变化最大。
最后，选取最大的绝对值中的最小值0.03对应的探头1和该支架组成的工频电场测量装置为最优工频电场测量装置。
对于工频电场测量装置为支架类型不相同、探头相同的装置，最优工频电场测量装置的确定方法和上述方法的原理相同。
实用新型实用新型实用新型实用新型优选地，其中所述系统还包括：
判断单元，用于对于每一种工频电场测量装置，将该工频电场测量装置在预设湿度阈值时的电场测量值作为基准值，判断该工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置对应的基准值的相对误差是否均小于等于预设误差阈值；若否，则舍弃该种工频电场测量装置。
优选地，其中所述预设误差阈值为10％。
在本实用新型的实施方式中，对于某个工频电场来说，若该工频电场测量装置存在在某个湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置对应的基准值的相对误差大于预设误差阈值，则表明该工频电场在测量时存在较大误差，因此需要舍弃，重新选择。
若所有的测量的工频电场测量装置均需要被舍弃，则需要选择新的支架和探头的组合方式，以确定最优工频电场测量装置。
优选地，其中所述工频电场测量装置还包括：通信模块和显示模块。
以下具体举例说明本实用新型的实施方式
在本实用新型的实施方式中，测量系统至少包括如图1所示的1套工频电场发生装置、2套工频电场测量装置、2种支架、1台加湿机、1台抽湿器、1台温度控制设备。工频电场发生装置由交流高压电源和平行极板构成，所述平行极板间距不小于2m，用于将工频电场探头通过支架置于约1.5m高处后测量湿度变化对工频电场测量值的影响。
最优工频电场测量装置的确定主要通过以下步骤进行：
第一步，选取可供试验的工频电场探头和支架，工频电场探头应至少包括常用的工频电场测量设备如EFA-300、PMM 8053、HI3604等，支架应至少包括设备原装支架、环氧支架、木头支架等，每种探头和支架应不少于2个。
第二步，取多个同种支架，将不同种类的工频电场探头分别与之相连。如将EFA-300、PMM 8053、HI3604等电场探头分别与环氧支架相连。
第三步，将连接好支架的电场探头分别放置在工频电场发生装置下方的不同位置，电场测量装置连接好通讯线。
第四步，通过抽湿设备将环境湿度降至40％。
第五步，各设备开机，极板加电，使极板间电场强度达到几kV/m，记录不同电场探头的测量读数。
第六步，保持极板间电压不变，通过加湿机按照10％的调节阈值逐步连续加湿至90％，期间通过温度控制设备维持试验区域温度基本不变，记录不同湿度下电场探头的电场测量值。
第七步，计算得到不同湿度不同的电场测量值与湿度50％下的电场测量值之比。
第八步，计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值与预设湿度阈值时的电场测量比值的差值的绝对值，并在每种工频电场测量装置对应的最大的绝对值中选取最小值对应的工频电场测量装置作为最优工频电场测量装置。
在本实用新型的实施方式中，还可以包括如下步骤：
第九步，保持极板间电压不变，通过抽湿机按照10％的调节阈值逐步连续将湿度降至40％，期间通过温度控制设备维持试验区域温度基本不变，记录不同湿度下电场探头的电场测量值。
第十步，计算得到不同湿度不同的电场测量值与湿度50％下的电场测量值之比。
第十一步，计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值与预设湿度阈值时的电场测量比值的差值的绝对值，并在每种工频电场测量装置对应的最大的绝对值中选取最小值对应的工频电场测量装置作为最优工频电场测量装置。
这里需要说明的是，确定的适应于高湿度条件的工频电场测量装置在湿度40-90％，电场测量值的变化量应小于10％。如果上述试验所得的电场测量装置难以满足上述要求，应增加电场测量设备和支架的种类，重复上述步骤进行试验。
本实用新型的实施方式中的数值可以根据需要自定义设置。例如，设置预设调节阈值为5％，设置预设误差阈值为20％等。
实用新型实用新型实用新型实用新型已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (8)
1.一种确定适用于高湿度条件的工频电场测量装置的系统，其特征在于，所述系统包括：
工频电场发生装置，用于产生场强不变的工频电场；
温度控制设备，用于对电场测量环境的温度进行控制；
湿度控制设备，用于对电场测量环境的湿度进行控制；
电场测量值获取单元，与测量比值获取单元相连接，用于分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值；
测量比值获取单元，与最优工频电场测量装置确定单元相连接，用于分别将每种工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置在预设湿度阈值时的电场测量值进行比值运算，以获取每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值；
最优工频电场测量装置确定单元，用于计算每种工频电场测量装置在不同湿度下的测量比值与预设湿度阈值时的电场测量比值的差值的绝对值，并在每种工频电场测量装置对应的最大的绝对值中选取最小值对应的工频电场测量装置作为最优工频电场测量装置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多种工频电场测量装置为支架相同、探头类型不同或探头相同、支架类型不同的工频电场测量装置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电场测量值获取单元，分别获取多种工频电场测量装置在预设湿度范围内不同湿度下的电场测量值,包括：
控制电场值和环境温度不变，从预设湿度范围的下限值开始，按照预设湿度调节阈值将湿度依次增加至预设湿度范围的上限值；和/或
控制电场值和环境温度不变，从预设湿度范围的上限值开始，按照预设湿度调节阈值将湿度依次减少至预设湿度范围的下限值，以获取多种工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
判断单元，用于对于每一种工频电场测量装置，将该工频电场测量装置在预设湿度阈值时的电场测量值作为基准值，判断该工频电场测量装置在不同湿度下的电场测量值与该工频电场测量装置对应的基准值的相对误差是否均小于等于预设误差阈值；若否，则舍弃该种工频电场测量装置。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述预设误差阈值为10％。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工频电场发生装置，包括：高压电源和平行极板。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述预设湿度范围为40％-90％；所述预设湿度阈值为50％。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工频电场测量装置还包括：通信模块和显示模块。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Yemao Inventor after: Li Ni Inventor after: Ni Yuan Inventor after: Zhao Jun Inventor after: Weng Sunxian Inventor after: Wang Zhongqing Inventor after: Wang Yanzhao Inventor after: Liu Jianben Inventor after: Xie Huichun Inventor after: Liu Xingfa Inventor after: Liu Zhenhuan Inventor after: Wan Baoquan Inventor after: Zhang Jiangong Inventor after: Lu Yao Inventor after: Gan Zheyuan Inventor before: Zhang Yemao Inventor before: Li Ni Inventor before: Ni Yuan Inventor before: Zhao Jun Inventor before: Wen Sunxian Inventor before: Wang Zhongqing Inventor before: Wang Yanzhao Inventor before: Liu Jianben Inventor before: Xie Huichun Inventor before: Liu Xingfa Inventor before: Liu Zhenhuan Inventor before: Wan Baoquan Inventor before: Zhang Jiangong Inventor before: Lu Yao Inventor before: Gan Zheyuan |