[发明专利]用于电场强度测量的非线性补偿系统及方法

说明书

本发明涉及电力测量技术领域，具体涉及一种用于电场强度测量的非线性补偿系统，包括：电场单元，用于实时采集高压输电线周围的电场强度；温湿单元，用于实时采集高压输电线周围的温度、湿度；储存单元，用于储存在不同空气湿度下测量得到的多组检验点的电压值与对应电场强度；主控单元，用于通过非线性算法，利用电场强度与温度、湿度对电场强度进行准确计算，得到修正后的电场强度；输出单元，用于输出修正后的电场强度。本发明通过非线性算法对电场强度进行补偿，解决了现有技术在电场强度的临界点附近，无法准确地对测量值进行修正的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力测量技术领域，具体涉及一种用于电场强度测量的非线性补偿系统及方法。

背景技术

为了保证电力系统的安全性和可靠性，需要对输电线路进行实时有效的监测，获得电场强度。但是，目前的研究和实测均表明，电场强度受空气湿度的影响较大，在湿度达到90％时，由于泄漏电流增加，电容式电场测量装置显示的测量值甚至可以达到实际值的2～3倍。故而，为了获取真实的电场水平，需要测量结果进行校准。

比如，文件CN109239473A公开了一种工频电场测量装置的湿度影响校正方法，包括步骤：将工频电场测量装置以及支架一起放置于温度、湿度连续可调的密闭空间的工频电场发生装置内，通过温度恒定时调节湿度获取湿度变化对工频电场测量装置的影响规律，并通过计算得到相应的湿度修正系数；然后根据不同温度下的湿度修正系数进行数值拟合，得到对应的修正函数，以及根据工频电场测量装置在实际测量中的读数和修正函数进行数值修正。

由于环境湿度会从两个方面影响电场强度测量的准确度，也即，除了影响传感器输出的测量值，还会改变输电线路周围的电场分布。在实际的测量中发现，以电场强度2.5kv/m和8kv/m为临界点：在2.5kv/m以下以及8kv/m以上，电压随电场强度的增大比较缓慢。这是由于，对于固定电容而言，其感应电荷的能力有上限，在接近极限的过程中，其收集电荷的能力会变得越来越弱，电压随电场强度的增加而上升减缓。也即是说，在电场强度的临界点附近，采用现有拟合的方法无法准确地对测量值进行修正。

发明内容

本发明提供一种用于电场强度测量的非线性补偿系统，解决了现有技术在电场强度的临界点附近，无法准确地对测量值进行修正的技术问题。

本发明提供的基础方案为：用于电场强度测量的非线性补偿系统，包括：

电场单元，用于实时采集高压输电线周围的电场强度；

温湿单元，用于实时采集高压输电线周围的温度、湿度；

储存单元，用于储存在不同空气湿度下测量得到的多组检验点的电压值与对应电场强度；

主控单元，用于通过非线性算法，利用电场强度与温度、湿度对电场强度进行准确计算，得到修正后的电场强度：

提取在不同空气湿度下测量得到的多组检验点的电压值与对应电场强度；

在每个湿度下，拟合出电压值与对应电场强度的曲线；

比较相对湿度h，使其在h_j和h_j+1中间，即h_jhh_j+1，在h_j、h_j+1两条曲线上用线性插值法求出实际空气湿度h对应的输出电压如下，

式中，U_i,j和U_i,j+1为两个标准值，根据上式计算出m个电压输出值，也即并得出在空气湿度为h时电压值U与对应电场强度E的拟合曲线；

将实际电压值U与得到的m个电压值进行比较，找出使得并在此区间上使用线性插值法，也即按照下式，

即求出实际电压值U对应的修正后的电场强度；