非接触式电荷感应式高压输电线电压测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种非接触式电荷感应式高压输电线电压测量装置及方法，涉及智能电网领域中的电子传感器，包括电压测试传感器，所述电压测试传感器包括采集输电线周围电场信号电场传感器和电压校正传感器，接收的电场信号，并将其转化成电压信号的数据处理模块，号输出模块接收电压信号，将其处理后输出到显示器；所述电场传感器包括两个半球壳式电极和置于两个半球壳所形成空腔中的测量电容，所述测量电容的两极板分别与半球壳式电极连接；本发明将采集信号进行数字化传输，提高了提高精度，量程范围宽，不会出现饱和等现象，传感器为单极式非接触传感器，安装简单，拆卸方便，体积小，为电网建设和维护提供了极大的方便。

主权项

1.非接触式电荷感应式高压输电线电压测量方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)分别将电压测试传感器和电压校正传感器固定安装于高压输电线的相对两个位置；(2)通过电压测试传感器和电压校正传感器分别获取测量电容的感应电压；(3)将感应电压进行放大、滤波处理和A/D采样分别得到测量感应电压U_测量，校正感应电压U_校正；(4)通过下列公式将测量感应电压U_测量和校正感应电压U_校正分别换算为测量感应电场E_测量，校正感应电场E_校正；其中C_M为传感器的取样电容，R为电压测试传感器和电压校正传感器的半径，ε₀为真空介电常数；(5)通过下列公式比较测量感应电场E_测量与校正感应电场E_校正的差值是否小于预设值ε；|E_测量-E_校正|＜ε(6)利用最小二乘原理并通过下列公式计算模拟电荷的大小，$\underset{q\in Q}{\min }{\left|\right|E-F\left(q\right)\left|\right|}^2$其中E表示测量感应电场E_测量或校正感应电场E_校正，F(q)为非线性算子，q为模拟电荷的大小；(7)利用麦克斯韦电位系数法得到电位其中为高压输电线对地电压矩阵；[λ]为输电线的电位系数矩阵；[q]为模拟电荷大小矩阵；所述步骤（5）中包括如果测量感应电场E_测量与校正感应电场E_校正的差值大于或等于预设值，则返回步骤(2)；所述电压测试传感器为两个半球壳式电极和置于两个半球壳所形成空腔中的测量电容，所述测量电容的两极板分别与两个半球壳式电极连接；所述电压校正传感器与所述电压测试传感器为同种类型的传感器，所述电压校正传感器与电压测试传感器固定于以高压输电线为中心的两个相对位置上。