CN217766808U

CN217766808U - 一种工频电场测量装置校准系统

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Publication number: CN217766808U
Application number: CN202221134208.9U
Authority: CN
Inventors: 鲁浩男; 张建功; 万皓; 张业茂; 干喆渊; 路遥; 张振宇; 谢辉春; 柳逢春; 刘兴发; 刘震寰; 刘华钢; 倪园; 王延召; 赵军; 周兵; 胡静竹; 李妮; 陈玉龙; 黄锐
Original assignee: State Grid Electric Power Research Institute Of Sepc; State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Electric Power Research Institute Of Sepc; State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2022-05-11
Filing date: 2022-05-11
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2032-05-11

Abstract

本实用新型涉及一种工频电场测量装置校准系统，包括模拟电场系统、电场测量装置及支撑底座；模拟电场系统包括垂直电场发生装置及水平电场发生装置，垂直电场发生装置包括上极板及下极板、上极板平行设置在下极板的正上方，水平电场发生装置包括第一侧极板及第二侧极板、第一侧极板及第二侧极板平行设置、第一侧极板设置垂直电场发生装置的一侧、第二侧极板设置在垂直电场发生装置的另一侧，上极板、第一侧极板、下极板及第二侧极板依次设置形成包绕的模拟电场空间；电场测量装置设置在模拟电场空间内，其电场探头设置在探头支架上；支撑底座支撑探头支架；本实用新型解决了探头支架在测量中产生误差的问题及校准过程中支架摆放困难的问题。

Description

一种工频电场测量装置校准系统

技术领域

本实用新型涉及工频电场测量装置校准技术领域，尤其是涉及一种工频电场测量装置校准系统。

背景技术

随着电网建设的快速发展，输变电工程电压等级越来越高，线路走廊附近电磁环境影响越来越大，工频电场是超标风险最大的评价因子，目前国内采用悬浮型场强仪对输变电工程工频电场进行测量，我国的电力行业标准DL/T 988-2005《高压交流架空送电线路变电站工频电场和磁场测量方法》对工频电场测量条件和方法做出了详细规定。然而，现有的工频电场测量装置受复杂环境条件影响，测量结果容易出现偏差。

校准是在规定的条件下用一个可参考的标准，对包括参考物质在内的测量器具的特性赋值，目的是确定示值误差，得出标称值偏差的报告值，以调整测量器具或对示值加以修正，对于测量仪器而言，对其进行校准是其应用的先决条件。目前大多数校准机构忽略支架只对电场探头进行了校准，与实际应用不符，在特定情况下，校准结果存在较大偏差；而且测量时需要操作人员手动调整电场探头，进行电场探头三个轴向的校准，工作效率低，安全系数低。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种工频电场测量装置校准工具，包括：

模拟电场系统，其包括垂直电场发生装置及水平电场发生装置，所述垂直电场发生装置包括上极板及下极板、所述上极板平行设置在所述下极板的正上方，所述水平电场发生装置包括第一侧极板及第二侧极板、所述第一侧极板及所述第二侧极板平行设置、所述第一侧极板设置所述垂直电场发生装置的一侧、所述第二侧极板设置在所述垂直电场发生装置的另一侧，所述上极板、所述第一侧极板、所述下极板及所述第二侧极板依次设置形成包绕的模拟电场空间；

电场测量装置，其设置在所述模拟电场系统的模拟电场空间内，所述电场测量装置包括电场探头及探头支架，所述电场探头设置在所述探头支架上；

支撑底座，其支撑稳固所述探头支架。

优选地，所述第一侧极板的一面连接第一绝缘传动装置，所述第二侧极板的一面连接第二绝缘传动装置；所述第一绝缘传动装置及所述第二绝缘传动均设置在所述模拟电场系统之外。

优选地，所述第一绝缘传动装置包括第一绝缘子支撑及第一水平传动装置，所述第二绝缘传动装置包括第二绝缘子支撑及第二水平传动装置；所述第一绝缘子支撑一端连接于所述第一侧极板另一端连接于所述第一水平传动装置，所述第二绝缘子支撑一端连接于所述第二侧极板另一端连接于所述第二水平传动装置。

优选地，所述支撑底座包括底座及支撑件，所述支撑件沿所述底座周边设置多个。

优选地，所述上极板为圆形极板，所述下极板为方形极板、所述第一侧极板及所述第二侧极板为方形极板。

优选地，所述支撑件为带有凹槽的圆墩，所述探头支架固设于所述凹槽内。

优选地，所述模拟电场系统还包括高压发生装置、电压互感器及数字万用表；所述高压发生装置连接所述上极板及所述下极板及所述电压互感器，所述数字万用表一端连接所述上极板另一端连接所述下极板。

优选地，所述模拟电场系统还包括高压发生装置、电压互感器及数字万用表；所述高压发生装置连接所述第一侧极板及所述第二侧极板及所述电压互感器，所述数字万用表一端连接所述第一侧极板另一端连接所述第二侧极板。

优选地，所述上极板的直径小于所述下极板的直径。

优选地，所述探头支架包括支撑臂；所述支撑臂一端垂直连接于所述探头支架，另一端连接所述电场探头；其中所述探头支架的高度高于所述支撑臂的高度。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：一方面创造性的对电场探头及探头支架整体校准，消除了探头支架在测量中产生误差的问题；另一方面，通过设置的水平电场发生装置及垂直电场发生装置及支撑底座，解决了对x轴、y轴及z轴校准时，电场探头与支架放置困难的难题，同时实现了校准过程的自动化，大大提高了校准效率，为电场测量装置整体校准提供了一种可行的解决方案。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的特征和优点将更为清楚。附图仅用于表示优选实施例方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中固定底座的结构示意图；

图3是本实用新型中模拟电场垂直电场启动模式结构示意图；

图4是本实用新型中模拟电场水平电场启动模式结构示意图；

图中，1、电场测量装置，2、支撑底座，3、模拟电场系统，4、第一绝缘传动装置，5、第二绝缘传动装置；

21、底座，22、支撑件，31、上极板，32、下极板，33、第一侧极板，34、第二侧极板35、高压发生装置，36、电压互感器，37、数字万用表，41、第一绝缘子支撑，42、第一水平传动装置，51、第二绝缘子支撑，52、第二水平传动装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1、4所示，为本实用新型公开的一种工频电场测量装置校准系统，包括模拟电场系统3、电场测量装置1及支撑底座2；模拟电场系统包括垂直电场发生装置及水平电场发生装置，垂直电场发生装置包括上极板31及下极板32、上极板31平行设置在下极板32的正上方，水平电场发生装置包括第一侧极板33及第二侧极板34、第一侧极板33及第二侧极板34平行设置、第一侧极板33设置垂直电场发生装置的一侧、第二侧极板34设置在垂直电场发生装置的另一侧，上极板31、第一侧极板33、下极板32及第二侧极板34依次设置形成包绕的模拟电场空间；电场测量装置设置在模拟电场系统3的模拟电场空间内，电场测量装置1包括电场探头及探头支架，电场探头设置在探头支架上；支撑底座2支撑稳固探头支架。本实施例中，支撑底座2优选为圆形底座。本实施例中，上极板31及下极板32形成的垂直电场，用于校准电场测量装置1的z轴，第一侧极板33及第二侧极板34形成的水平电场用于校准电场测量装置1的x轴及y轴。本实施例中，支撑底座2采用对工频电场强度影响较小的材料制成，且支撑底座2空间占位极小，相对于探头支架所产生的影响可以忽略不记。

继续参照图1、4所示，第一侧极板33的一面还连接第一绝缘传动装置4，第二侧极板34的一面还连接第二绝缘传动装置5；第一绝缘传动装置4及所述第二绝缘传动装置5均设置在模拟电场系统3之外。

参照图1、4所示，第一绝缘传动装置4包括第一绝缘子支撑41及第一水平传动装置42，第二绝缘传动装置5包括第二绝缘子支撑51及第二水平传动装置52；第一绝缘子支撑41一端连接于第一侧极板33另一端连接于第一水平传动装置42，第二绝缘子支撑51一端连接于第二侧极板34另一端连接于第二水平传动装置52。本实施例中，第一绝缘子支撑41用于支撑第一侧极板33，第二绝缘支撑51用于支撑第二侧极板34，保证极板对地绝缘，用于对电场测量装置x轴、y轴进行校准；第一水平传动装置42及第二水平传动装置52用于调整第一侧极板33及第二侧极板34之间的距离。

参照图1、2、4所示，支撑底座2包括底座21及支撑件22，支撑件22沿底座21周边设置多个。支撑件22为带有凹槽的圆墩，探头支架固设于凹槽内。

参照图1、3、4所示，上极板31为圆形极板，下极板32为方形极板、第一侧极板33及第二侧极板34为方形极板。

参照图3所示，模拟电场系统3还包括高压发生装置35、电压互感器36及数字万用表37；高压发生装置35连接上极板31及下极板32及电压互感器36，数字万用表37一端连接上极板31另一端连接下极板32；

参照图4所示，模拟电场系统3还包括高压发生装置35、电压互感器36及数字万用表37；高压发生装置35连接第一极侧板33及第二侧极板34及电压互感器36，数字万用表37一端连接第一极侧板33另一端连接第二侧极板。

参照图1、3、4所示，上极板31的直径小于下极板32的直径。

上述实施例中，探头支架还包括支撑臂；支撑臂一端垂直连接于探头支架，另一端连接电场探头；其中探头支架的高度高于支撑臂的高度。

上述实施例中，一种工频电场测量装置校准系统校正电场测量装置的原理，如下：

垂直电场发生装置原理，模拟电场系统3由高压发生装置35、电压互感器36、数字万用表37、及上极板31下极板32组成，设定上极板31与下极板32之间的距离（设定数值为d），当在上极板31下极板32之间施加一组电压（设定数值为U）时，上极板31与下极板32之间产生电压差（设定为数值U _i），此时上极板31与下极板32之间对应出现一个模拟电场强度值（设定数值为E _i），电场强度值与电压差U _i及上下极板之间的距离d的关系为， QUOTE

；

电场测量装置1测量模拟电场系统3中上下极板之间的电场强度值设定为E _c，模拟电场系统中模拟电场强度值E _i与电场测量装置1测量的电场强度值E _c之间的差值(即校准值)设为E _j，则 QUOTE

Figure DEST_PATH_271734DEST_PATH_IMAGE002

；

电场测量装置1测量变电工程工频电场强度设置为E ₁，则所检测到的实际电场强度为 QUOTE

Figure DEST_PATH_799984DEST_PATH_IMAGE003

Figure DEST_PATH_672126DEST_PATH_IMAGE003

。

水平电场发生装置原理与垂直电场发生装置原理相同。

上述实施例中，一种工频电场测量装置校准系统的校准操作方法按如下步骤进行：

步骤1、连接电场探头与探头支架并将探头支架与支撑底座2固定，支撑底座2用与大地通过导线连接，支撑底座2在校准过程中保持良好接地，将电场测量装置1放入上极板31与下极板31中央位置；

步骤2、将高压发生装置35输出端与上极板31连接，打开高压发生装置35开关，调节旋钮，根据电场测量装置1量程给上极板31施加从低到高的电压，利用空间中产生的均匀电场对电场测量装置1z轴进行校准，调整上极板31电压大小，记录电场测量装置1z轴的测量读数，参见图1、3所示；

步骤3、z轴校准结束后，恢复高压发生装置35旋钮位置，关闭高压发生装置35开关，将高压发生装置35输出端与第一侧极板33连接，通过第一绝缘传动装置4将垂直的两块极板向电场探头所在位置移动，使电场探头位于第一侧极板与第二侧极板的中间位置，两极板预设间隔距离；

步骤4：旋转支撑底座2使电场探头x轴与极板外加电场方向一致，打开高压发生装置35开关，调节旋钮，根据电场测量装置量程给第一侧极板施加从低到高的电压，利用空间中产生的水平电场对测量系统x轴进行校准，调整第一侧极板电压大小，记录电场测量装置1x轴的测量读数；

步骤5：x轴校准结束后，恢复高压发生装置35旋钮位置，水平方向旋转底座90°，使电场探头y轴与极板外加电场方向一致，调节高压发生装置旋钮，根据电场测量装置1量程给第一侧极板施加从低到高的电压，利用空间中产生的水平电场对电场测量装置1y轴进行校准，调整第一侧极板电压大小，记录电场测量装置1y轴的测量读数。

校准过程中底座通过导线全程保持良好接地状态。

本实用新型提供的工频电场测量装置校准系统，具有如下优点：一方面创造性的对电场探头及探头支架整体校准，消除了探头支架在测量中产生误差的问题；另一方面，利用设置的水平电场发生装置、垂直电厂发生装置及支撑底座，解决了对x轴、y轴、z校准时，电场探头与支架放置困难的难题，同时实现了校准过程的自动化，大大提高了校准效率，为电场测量装置整体校准提供了一种可行的解决方案。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims

1.一种工频电场测量装置校准系统，其特征在于，包括：

模拟电场系统，其包括垂直电场发生装置及水平电场发生装置，所

述垂直电场发生装置包括上极板及下极板、所述上极板平行设置在所述下极板的正上方，所述水平电场发生装置包括第一侧极板及第二侧极板、所述第一侧极板及所述第二侧极板平行设置、所述第一侧极板设置所述垂直电场发生装置的一侧、所述第二侧极板设置在所述垂直电场发生装置的另一侧，所述上极板、所述第一侧极板、所述下极板及所述第二侧极板依次设置形成包绕的模拟电场空间；

支撑底座，其支撑稳固所述探头支架。

2.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述第一侧极板的一面还连接第一绝缘传动装置，所述第二侧极板的一面还连接第二绝缘传动装置；所述第一绝缘传动装置及所述第二绝缘传动均设置在所述模拟电场系统之外。

3.根据权利要求2所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述第一绝缘传动装置包括第一绝缘子支撑及第一水平传动装置，所述第二绝缘传动装置包括第二绝缘子支撑及第二水平传动装置；所述第一绝缘子支撑一端连接于所述第一侧极板另一端连接于所述第一水平传动装置，所述第二绝缘子支撑一端连接于所述第二侧极板另一端连接于所述第二水平传动装置。

4.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述支撑底座包括底座及支撑件，所述支撑件沿所述底座周边设置多个。

5.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述上极板为圆形极板，所述下极板为方形极板、所述第一侧极板及所述第二侧极板为方形极板。

6.根据权利要求4所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述支撑件为带有凹槽的圆墩，所述探头支架固设于所述凹槽内。

7.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述模拟电场系统还包括高压发生装置、电压互感器及数字万用表；所述高压发生装置连接所述上极板及所述下极板及所述电压互感器，所述数字万用表一端连接所述上极板另一端连接所述下极板。

8.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述模拟电场系统还包括高压发生装置、电压互感器及数字万用表；所述高压发生装置连接所述第一侧极板及所述第二侧极板及所述电压互感器，所述数字万用表一端连接所述第一侧极板另一端连接所述第二侧极板。

9.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述上极板的直径小于所述下极板的直径。

10.根据权利要求1所述的工频电场测量装置校准系统，其特征在于，所述探头支架包括支撑臂；所述支撑臂一端垂直连接于所述探头支架，另一端连接所述电场探头；其中所述探头支架的高度高于所述支撑臂的高度。