[发明专利]一种测量高压直流模拟线路离子流场的系统及方法

说明书

本发明公开了一种测量高压直流模拟线路离子流场的系统及方法，属于离子流场模拟实验技术领域。本发明系统包括：测量单元，产生高压直流电压，对模拟线路施加高压直流电压，使模拟线路的导线表面起晕，并在空中产生离子，形成离子流场；对产生的离子流场数据及电压信号进行采集，并将离子流场数据转换为无线信号，将无线信号及电压信号传输至本地单元；本地单元，测量电压信号的高压值，接收无线信号，并将无线信号转换为电信号；将电压值及电信号，根据测量时间步长还原离子流场数据，进行模拟高压直流线路的离子流场测量。本发明系统可以控制测量时间步长、实时监测测量数据以及获得数据特性，可以实时掌握测量结果特性，保证了系统的可控性。

技术领域

本发明涉及离子流场模拟实验技术领域，并且更具体地，涉及一种测量高压直流模拟线路离子流场的系统及方法。

背景技术

为了实现资源的大范围配置，保证国民经济的持续稳定发展，我国目前正在大力发展以特高压电网为骨干网络，各级电网协调发展的坚强智能电网，线路里程规模巨大，已建成在运特高压直流工程线路11条，核准在建3条。与此同时，我国土地资源紧缺，线路走廊选取日趋困难，线路靠近居民区民房、农用大棚等建筑物的情况日益普遍。

民房平台是居民重要且频繁的活动区域，而当前在进行直流输电线路设计时，主要考虑线下地面处的直流合成场，对民房平台处的电场考虑不够深入。另外，工程沿线居民的电网环保投诉大多集中在民房平台处的电场投诉，这引起了环保和电力部门的高度重视。根据《环境影响评价技术导则输变电工程》(HJ 24-2014)中的评估要求[5]，生态环境部明确对线路附近区域民房平台处的直流电场进行综合评估，然而目前由于缺少民房平台处直流电场的准确预测方法及有效控制措施，民房平台的环境影响评价工作缺乏有效支撑[6-7]。因此研究输电线路附近民房平台处的电场强度分布特性，实现输电线路附近民房平台处直流合成场的有效控制，保证输变电工程沿线居民生活区及民房平台处的电磁环境友好，具有重要的现实意义。

居民民房平台处电场强度受线路参数、民房尺寸、介质等多种因素影响，电场畸变严重，特性及分布规律较为复杂。对于直流输电线路，其在民房平台处的电场影响包括静电场和离子流场两部分。其中，离子流场易受外界因素影响，其在民房平台处的畸变也较为严重，致使合成场分布也较为复杂。在三维空间中对输电线路附近民房平台处的电场特性研究还不够深入，电场强度分布特性及离子流分布特性尚不明确，在架设线路时无法准确地对民房平台处的电磁环境指标提供预测保障，难以落实环评工作。因此，迫切需要开展理论分析、模拟实验等方法来实现建筑物上方的离子流场分布情况。

发明内容

本发明的目的在于针对架设高压线路时无法对民房平台处的电磁环境指标提供预测保障，而提出了一种测量高压直流模拟线路离子流场的系统，包括：

测量单元，产生高压直流电压，对模拟线路施加高压直流电压，使模拟线路的导线表面起晕，并在空中产生离子，形成离子流场；

对产生的离子流场数据及电压信号进行采集，并将离子流场数据转换为无线信号，将无线信号及电压信号传输至本地单元；

本地单元，测量电压信号的高压值，接收无线信号，并将无线信号转换为电信号；

将电压值及电信号，根据测量时间步长还原离子流场数据，进行模拟高压直流线路的离子流场测量。

可选的，测量单元，包括：

正负极性高压发生模块，用于模拟高压直流电压的产生；

模拟线路及杆塔，在施加电压后导线表面起晕，在空间中形成离子流，产生离子流场；

模拟建筑物离子流场采集模块，在场域中作为建筑物模型，进行离子流场数据的采集；

离子流场数据传输模块，将离子流场数据作为无线信号，并通过无线通讯传输给本地单元；

高压数据传输模块，将电压信号传输到本地单元。