[发明专利]一种直流导线绝缘层电荷电势聚集与检测方法及装置

说明书

本发明提供了一种直流导线绝缘层电荷电势聚集与检测方法及装置，包括如下步骤：步骤1，在直流导线的绝缘层表面包裹铜膜，并在直流导线上焊接高阻导线；步骤2，将直流导线上覆盖的铜膜及与直流导线相连的高阻导线用绝缘材料包裹；步骤3，高阻导线的两端分别连接直流导线与公共端，并在高阻导线的两端进行电压监测，得到测量电压E；步骤4，获取直流导线上等效电荷Q与测量电压E之间的关系；步骤5，结合直流导线上覆盖铜膜的覆盖面积和测量电压E计算直流导线的实际运行电压V。本发明能够实现在线路无流或弱直流电流下，无需直接接触待测的线路导线即可准确测量电压，且测量电路简单，测量成本较低。

技术领域

本发明涉及电力系统检测的技术领域，更具体地，涉及一种直流导线绝缘层电荷电势聚集与检测方法及装置。

背景技术

直流电压检测，一直是电力系统检测领域的难题，由于其缺乏霍尔效应，使得直流导线周围没有变化的磁场，因此无法根据电磁转化间接测量直流电压，导致其检测困难。

目前可实现直流非接触测量的方法有两种：一种是基于带负载直流回路电流的磁效应测量，此种方法对于弱电流检测能力较差，且需要电磁环抱箍安装，体积较大；另一种方案是通过光电效应测量，通过光的偏振特性与电压的映射关系，形成电压的数值拟合，此种方法成本高昂，且仍处于理论阶段，未有实际的工程产品。

现有技术文件1提出了一种直流导线空间电位和合成电场分布的简便测量装置(CN109142895A)，包括测量导线，所述测量导线固定于绝缘支架上，所述测量导线的一端通过连接导线与检测电源的一级电连接，所述检测电源的另一极通过接地导线接地，所述接地导线上串联有采样电阻，所述采样电阻的两端与压差表电连接。其有益效果是：可以实现无畸变地测量直流输电线路附近的空间电位及电场分布，成本低、测试范围广、精度高。现有技术文件1存在的问题包括：测量方法采用铜管，铜管具有一定厚度，其测量出的电势中包含磁场产生的电势，但这种测量方法中采用铜质套筒导致测量过程易受潮湿空气或外界电场强烈的干扰，导致抗干扰能力弱、测量不准确，且测量过程需要使用到支架、检测电源等辅助器材，导致存在测量成本大、测量过程复杂等问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种直流导线绝缘层电荷电势聚集与检测方法，能够实现对无负载直流线路电压的准确测量。

本发明采用如下的技术方案。

一种直流导线绝缘层电荷电势聚集与检测方法，包括如下步骤：

步骤1，在直流导线的绝缘层表面包裹铜膜，并在直流导线上焊接高阻导线；

步骤2，将直流导线上覆盖的铜膜及与直流导线相连的高阻导线用绝缘材料包裹；

步骤3，高阻导线的两端分别连接直流导线与公共端，并在高阻导线的两端进行电压监测，得到测量电压E；

步骤4，获取直流导线上等效电荷Q与测量电压E之间的关系；

步骤5，结合直流导线上覆盖铜膜的覆盖面积和测量电压E计算直流导线的实际运行电压V。

优选地，所述步骤1中，焊接的高阻导线阻值为100兆欧。

优选地，所述步骤1中，包裹在直流导线绝缘层表面的铜膜厚度不大于0.05mm。

优选地，所述步骤3中，高阻导线与直流导线相连接的一端为电压量测量点正端，与公共端相连的一端为电压量测量点负端，通过正负端测点得到测量电压E。

优选地，所述步骤4中，直流导线等效电荷Q与测量电压E之间满足：

E＝Q4πk/ε₀s

其中，k为库仑定律常数，ε₀为空气中的介电常数，直流导线上等效电荷Q的单位是C/m，s为直流导线上覆盖铜膜的覆盖面积。