工頻電場(chǎng)測量

　　1、測試設備

　　工頻電場(chǎng)測量的主要設備是場(chǎng)強儀。場(chǎng)強儀的類(lèi)型主要有獨立式、參照式、和光電式三種。由感器（探頭）和檢測器（包括信號處理回路及表頭）兩部分組成。

　　探頭的幾何尺寸應比較小，不能因其引入而使被測電場(chǎng)中各電極表面的電荷分布有明顯的改變。

　　場(chǎng)強儀所測量的是場(chǎng)強脈動(dòng)矢量或旋轉矢量在探頭主軸上的投影。場(chǎng)強儀的讀數由校驗標定，當電場(chǎng)為正弦量時(shí)，讀數表示的是場(chǎng)強的有效值。

　�。�1）獨立式場(chǎng)強儀

　　獨立式場(chǎng)強儀的探頭常由兩個(gè)互相對稱(chēng)的電極組成，這兩個(gè)電極互相絕緣，又互相靠得很近，可以視為一對偶極子。

　　在均勻電場(chǎng)中偶極子所感生的電荷或者電流與場(chǎng)強有如下關(guān)系：

　　式中：—比例系數，與偶極子的幾何形狀、尺寸有關(guān)，通常由校驗確定；—感應電荷的有效值；—電場(chǎng)強度；—感應電流；—角頻率。

　　只要測出偶極子探頭上的感生電荷或者感生電流，就可以得到相應的場(chǎng)強。

　�。�2）參照式場(chǎng)強儀

　　參照式場(chǎng)強儀探頭由置于薄絕緣板上的平板電極和接地保護電極組成。保護電極的寬度至少應為平板電極邊長(cháng)的6%，探頭的厚度不超過(guò)其邊長(cháng)的3.5%.探頭與檢測器常常是分離的，兩者之間用同軸屏蔽電纜連接。

　　參照式場(chǎng)強儀常以“地”為參考電位。其工作原理與獨立式場(chǎng)強儀相仿�？捎脕�(lái)測量地平面處的場(chǎng)強。在非均勻電場(chǎng)中測量的是探頭表面的場(chǎng)強。

　�。�3）光電式場(chǎng)強儀

　　光電式場(chǎng)強儀一般應用介質(zhì)晶體探頭在電場(chǎng)中的普克爾（Pockels）效應來(lái)確定電場(chǎng)強度。其探頭尺寸通常很�。�2cm左右），探頭和檢測器之間無(wú)電氣連接，僅用光纖相連，故探頭的引入對被測電場(chǎng)的影響極小。

　　當介質(zhì)晶體按一定方向放入電場(chǎng)時(shí)，由于電場(chǎng)的作用，晶體對偏振光的折射率發(fā)生變化，這種變化的大小與電場(chǎng)強度成正比，即透射光和入射光之比為：式中：；—光的波長(cháng)；—晶體的折射率；—晶體內的電場(chǎng)強度；—晶體的厚度；—光電系數。

　　光調制的大小反映了晶體內部場(chǎng)強的數值，從而也間接測量了外部電場(chǎng)的場(chǎng)強。

　　獨立式場(chǎng)強儀和光電式場(chǎng)強儀不需要參考電位，可用來(lái)測量離地不同高度處的空間場(chǎng)強。

　　2、電場(chǎng)強度的測量

　�。�1）三相輸電線(xiàn)路下電場(chǎng)的測量

　　三相輸電線(xiàn)路的電場(chǎng)矢量在空間以一個(gè)橢圓軌跡作旋轉。然而，在地平面處旋轉矢量則變成了垂直于地面的脈動(dòng)矢量。

　　在三相輸電線(xiàn)下，離地面0~2m高的范圍內，電場(chǎng)的水平分量不大。因而在地面附近測量輸電線(xiàn)路電場(chǎng)時(shí)，探頭的主軸方向應取垂直方向。

　　用獨立式或者光電式場(chǎng)強儀測量高于地面的空間場(chǎng)強時(shí)，場(chǎng)強儀探頭中心對地高度應該大于它的最大對角線(xiàn)長(cháng)度的2倍，并應注明測試點(diǎn)離地的高度。

　　測量地點(diǎn)應比較平坦，且無(wú)多余物體。對不能移開(kāi)的物體，應該記錄其尺寸及與線(xiàn)路的相對位置，并應補充測量離物體不同距離處的場(chǎng)強。探頭與永久性物體之間的距離應該大于它的最大對角線(xiàn)的2倍。

　　測試人員的存在會(huì )使被測電場(chǎng)產(chǎn)生畸變，稱(chēng)之為鄰近效應，此鄰近效應與探頭的離地高度、測量人員的身高、測量人員與探頭之間的距離等參數有關(guān)。鄰近效應要求小于3%.

　�。�2）變電站電場(chǎng)的測量

　　在變電站內不但應測量離地一定高度處的空間場(chǎng)強，而且要測量地平面處的場(chǎng)強。為全面反映人體在電場(chǎng)中的感應，一般還需要測量人體的感應電流。

　　用獨立式場(chǎng)強儀測量鄰近構架等接地物體附近的空間場(chǎng)強時(shí)，應使探頭中心與構架等表面最小距離大于探頭最大對角線(xiàn)的4倍。在變電站內進(jìn)行電場(chǎng)測量時(shí)應遵守高壓設備附近工作的安全規程。

　　3、影響電場(chǎng)測量準確性的因素

　　影響測量準確性的因素主要有以下幾點(diǎn)：

　�。�1）絕緣支撐物的泄漏。

　�。�2）濕度。測量應在相對濕度不超過(guò)80%時(shí)進(jìn)行。

　�。�3）溫度。當溫度從0℃增至40℃，指針式儀表頭場(chǎng)強儀的誤差會(huì )高達8%左右。

　�。�4）讀數誤差。

　�。�5）儀表的傾斜。