旋转伏特计

这种设备可以广泛用于科研单位、高等院校、企业事业的高压设备中，特别适用于要求内阻的踢合，如测量厂光装置的电位，测量非常高的值流电压发生器的电位，测量高压绝缘结构中的电位，等等。由于交、直流并行输电线路周围电场既有直流分量，又有交流分量，为混合电场，传统的仪器无法直接开展测量工作。为此，在分析现有直流线路地面电场测量装置（旋转伏特计）、地面离子流密度测量装置（离子流板）测量原理的基础上，研究了交、直流混合电场下已有测量设备输出结果的频谱特征，建立了交流和直流电场与测量结果频谱的对应关系，从而提出了交直流并行输电线路下同时考虑直流和交流分量的地面电场和离子流密度测量方法。在缩尺模型下的实际测量和分析表明，所提出的交、直流混合电场下地面电场和离子流密度的直流和交流分量测量方法是有效的。

换流站直流侧直流母线、开关设备、金具、绝缘子等直流带电体上的电荷以及电晕产生的空间电荷共同产生的电场。直流母线是产生合成电场的主要设备，一般为直径较大的空心金属硬管，其对地高度一般要小于采用分裂金属绞线的直流输电线路的对地高度。通过合理的设计，在晴天时直流母线可以基本不起晕，此时直流母线下的电场主要为直流母线上的电荷产生的静电场(标称电场)。在潮湿和污秽情况下，直流母线的起晕电场强度变小，在直流母线上有可能会产生电晕，此时直流母线下的电场为合成电场，由两部分叠加而成，一部分由直流母线上的电荷产生，另一部分由电晕产生的空间电荷产生。直流母线的起晕电场强度与直流母线表面状况、天气、海拔等因素有关。地面合成电场的限值是选择直流母线型号、确定直流母线对地高度的主要制约因素，增加直流母线的直径和对地高度可以显著减小地面合成电场。中国电力行业标准DL-/T275-2012《±800kV特高压直流换流站电磁环境限值》中规定好天气时的地面合成电场不超过30kV/m。

测量直流输电线路线下的合成电场，需要用特制的旋转伏特计，该电场仪一方面要能准确测量合成的直流电场，另一方面又能把截获的离子电流泄流入地，并尽量小地影响正常读数。该电场仪探头由每隔一定角度开有若干扇形孔的2个圆片组成，两圆片同轴安置，两者间隔开一定距离并相互绝缘，上面圆片随轴转动并直接接地，称为动片，下面圆片固定不动并通过1个电阻接地，称为定片。给出了旋转伏特计测量原理，当动片转动时，直流电场通过转动圆片上的扇形孔，时而作用在定片上，时而又被屏蔽，这样在定片与地之间产生1个交变的电流信号。该电流信号与被测直流电场成正比，通过测量该交变的电流可以推知直流电场的大小。假设交流直流线路电压等级相近，则地面直流电场和交流电场峰值也相近，故式中3项数值相差不大，可以分别测量而不会产生较大误差。实际应用时可以对旋转伏特计分别在直流电场和交流电场下用平板电极进行校准。

离子电流密度可通过测量对地绝缘的金属板截获的电流来测量，为了避免金属平板边缘对电场畸变造成测量误差，金属板四周应有一圈一定宽度的金属接地环。为了减少微弱电流测量带来的误差，金属板的面积应足够大，使其截获的离子电流数值能在当前测量仪表量程范围以内。通过测量进入中部接收电极的离子电流来测量离子电流密度。进入吸收电极的离子电流可用高精度电流表测量也可将接收板与地间并联1个电阻，通过测量该电阻上的压降，得到流过的电流。在交直流混合场作用下离子流板测量到的电流信号可能同时包含多种成分：直流离子电流、交流离子电流、交流感应电流。与旋转伏特计类似，可以用示波器记录信号，通过Fourier分解得到其频谱，通过频谱分析得到离子电流密度的频率和幅值^[1] 。