[发明专利]一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法

权利要求书

1.一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在输电线路下方放置感应导体球，通过电压测量装置测量感应导体球的电压；

S2、在无输电线路的空旷空间中，放置测试导体球，并向测试导体球施加测试电压，所述测试导体球与感应导体球的对地高度相同；

S3、修正输电线路对感应导体球产生的感应电压，并建立测试导体球的电荷密度与输电线路对感应导体球产生的感应电压之间的函数关系；

S4、利用模拟电荷法计算测试导体球的电荷密度；

S5、根据S4中测试导体球的电荷密度，建立输电线下方电场强度值与感应导体球的测量电压之间的函数关系；

S6、计算感应导体球球心处电位与感应导体球测量电压之间的校正系数，得出输电线路下方空间电位；

所述感应导体球和测试导体球体积相同、材质相同，均为球壳结构，在同一对地高度下，感应导体球和测试导体球的电容值相同，则：

其中：为感应导体球所带电荷，为感应导体球所带电荷对测量点的产生的电压，为测试导体球所带电荷，为对测试导体球施加的电压。

2.根据权利要求1所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，感应导体球的测量电压包括输电线路对感应导体球测量点产生的感应电压Va,powerLine和感应导体球所带电荷对测量点的产生的电压Va，即：

3. 根据权利要求1所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，S3中导体球的电荷密度与输电线路对感应导体球产生的感应电压之间的函数关系如下：

其中，为测试导体球的电荷密度。

4.根据权利要求1所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，测试导体球的电荷密度计算方法如下：

S41、将测试导体球与地面垂直的轴线分为n个模拟电荷，测试导体球在模拟电荷所在水平面上形成n个带电圆环，列写带电圆环上任一点k的电位方程，计算每个模拟电荷的电荷量；

S42、根据S41中得出的每个模拟电荷的电荷量列写测试导体球外任一点的电位方程；

S43、计算测试导体球的电荷密度。

5.根据权利要求1所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，S5中输电线下方电场强度值与感应导体球的测量电压之间的函数关系如下：

其中，h为感应导体球球心距离地面高度，r为感应导体球的球径。

6.根据权利要求5所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，输电线路下方电场强度值为：

其中：

7. 根据权利要求6所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，对测试导体球施加的电压为1V，且感应导体球的半径远小于感应导体球球心距离地面的高度，则测试导体球感应导体球球心处电位与感应导体球测量电压之间的校正系数k为：

其中为介电常数。

8.根据权利要求7所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，感应导体球球心处电位的计算方法如下：

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种基于电场互易的输电线路下方空间电位测量方法，其特征在于，所述电压测量装置包括高阻分压器，通过高阻分压器将感应导体球的测量电压转化为符合电压表量程的待测电压。