周年荣, 方正云, 唐立军, 范良进, 张文斌

(1.云南电网责任有限公司电力科学研究院,云南 昆明 650217;2.重庆大学 电气工程学院,重庆 400044; 3.昆明理工大学 机电工程学院,云南 昆明 650504)

0 引 言

在电力系统中,不管是对电力系统的设备运行状态的检测,还是在电力作业中为作业人员提供近电预警都离不开对电场的测量。目前对工频电场的测量方法主要分为光学式的电场测量法和电学原理的电场测量法两大类[1～4]。光学式的电场传感器有响应速度快,安全性高等优点[2,3],但其感应单元所需的晶体材料比较特殊。电学原理的传感器根据处于电场中的金属极板会产生感应电荷的特性,运用两极板间引起的感应电流或感应电压对空间的电场进行测量[4,5],其测量单元有球形[6]、微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)结构[7,8]、圆柱型[9]、平行板型[10,11]等。由于球型等形状的电场传感单元设计工艺比较复杂,加工比较困难,且空间占用大,不利于集成于便携式电场测量设备中,在输变电现场作业预警方面无法应用。平行板结构的电场传感单元由于结构简单,制作方便,体积小便于集成化而运用得较多[10,11],且据文献[11],平板结构与球型结构的传感单元测量误差在1 %～2 %之间。限制平行板结构的电场传感单元性能的主要因素为其不稳定的边缘电容而引起的边缘效应,因此,为了减小平行极板式工频电场传感边缘效应对工频电场畸变的影响,本文提出一种基于等位环结构的平行板工频电场传感,在仿真的基础对平行极板的直径、极板间距以及等位宽度对畸变系统的影响,并实验测试了这种新型结构对提高工频电场传感器的线性度及灵敏度的作用。……