[发明专利]一种用于工频电场测试系统的校准系统及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及工频电场测量设备的校准技术领域，具体涉及一种用于工频电场测试系统的校准系统及校准方法。

背景技术

用于工频电场测量的设备，尤其是用于输变电工程工频电场测量的设备，在不同天气状况下测得的工频电场数值会因为天气变化而变化，即使同样的测试人员使用同一套设备在同一地点同一工况下于不同天气状况下测得的数值也不同，测得值的最大值可达理论计算值的10倍以上，误差可达1000％以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于工频电场测试系统的校准系统，以提高校准结果的有效性和真实性。

此外，本发明还提供一种基于上述校准系统的校准方法。采用本发明所述方法进行校准能够有效提高校准结果的有效性和真实性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于工频电场测试系统的校准系统，包括电极模块、电源模块、温度控制模块和湿度控制模块，

所述电极模块包括2个电极板，2个电极板的布置方式为上下布置，2个电极板与电源模块形成串联回路，2个电极板的两端并联设置有电压表，2个电极板之间的间距为2*N，设置在上方的电极板为圆形平板电极，其直径为4*N，设置在下方的电极板为金属板，其最小尺寸大于等于4*N，N为测量传感器在实际使用过程中距离地面的高度；

所述电源模块为电极模块供电；

所述温度控制模块用于控制校准系统的温度；

所述湿度控制模块用于控制校准系统的相对湿度。

目前的校准系统仅对测量传感器和主机组成的系统进行校准。申请人通过长期的试验发现：用于支撑测量传感器的支架也是影响工频电场测定值准确度的关键因素，不能忽略不计，因此，对于目前的校准系统的有效性和真实性达不到保证。

现有的校准系统(目前国内以及行业标准均使用此校准系统)的2个电极板一般为左右布置(水平布置)，且2个电极板之间的间距较小，在校准过程中，直接将测量传感器(工频电场测定仪)放入2个电极板之间(而不是将传感器架设在支架上放进2个电极板之间)，使测量传感器有主机连接，将计算出的标准值与测量值进行比较获得修正值，该修正只能用于修正测量传感器和主机引起的，不能修正由支架引起的误差，因此，导致校准系统的有效性和真实性达不到保证。

本发明基于对上述原因的分析，设计出了本发明所述的校准系统，该校准系统对2个电极板的布置方式进行改进，由现有的水平布置改进为上下布置，同时，对电极板的形状尺寸以及2个电极板之间的间距重新进行设计，在进行校准时将测量传感器安装于支架上，然后将支架置于2个电极板，使测量传感器与主机通过光纤连接，将测量传感器测量出的2个电极板之间的电场与通过已知电压和2个电极板之间的间距计算出的标准电压进行比较，获得修正值。

根据经典物理学公式E＝U/d(E：电场强度；U：极板间电压；d：极板间距)可以得知均匀电场的计算，但是由于极板本身会导致不同位置的电场强度受到边缘效应的影响而偏离均匀电场的计算结果，经过试验，极板直径和极板间距尺寸一定的情况下，在极板中间位置传感器处于自极板边缘与极板间距的比值等于1的区域处，电场强度才趋于均匀电场的数值而基本不受边缘效应的影响，考虑到工频电场实际测量过程中要求传感器置于参考基准面1.5米的位置且应保持一定区域的均匀电场，因此，设定极板直径6米，极板间距3米。这样设计的结果是可以足够大的布置出均匀电场并且可以对包含了传感器支架的整个测量系统进行校准，避免了仅校准传感器而造成的校准与测量时条件不一致而导致的测量误差，大幅提高校准结果的准确性和真实性。

综上，本发明所述校准系统对2个电极板的布置方式进行改进，由现有的水平布置改进为上下布置，对电极板的形状尺寸以及2个电极板之间的间距重新进行设计，同时，在校准过程中包括了对支架的校正，大大提高了校准的有效性和真实性。

进一步地，温度控制模块将校准系统的温度控制在0～40℃。

0～40℃为测量传感器比较常规的使用温度，对该温度范围内的工频电场测量系统进行校准，不仅能够获得可用的修正值，而且能够避免不必要的温度范围的校正。

进一步地，湿度控制模块将校准系统的相对湿度控制在20％～95％。

20％～95％为测量传感器比较常规的相对湿度，对该相对湿度范围内的工频电场测量系统进行校准，不仅能够获得可用的修正值，而且能够避免不必要的相对湿度范围的校正。

进一步地，金属板为圆形或方形。

金属板的形状可以不做限定，但是圆形或方形的金属板有利于加工，提高加工的方便性。