1.本实用新型主要涉及变电站技术领域，具体涉及一种基于无人机的电场强度测试装置。
背景技术：2.由于变电站内环境较为复杂，常规的电场强度测试手段难以满足生产实际需求，利用无人机搭载传感器进行检测，有助于监测电力设备运行状况。我国市场上目前使用的工频场强仪有很多种类，例如国外的narda，国内有sst、sy50l等，这类场强仪运用于职业卫生评价、环境检测等场合，普遍量程只能达到100kv/m，而我们所需要检测的特高压绝缘支架上高压引线电压均高于200kv且我们所需测量的对象为绝缘支柱表面，传感器离高压对象较近，根据场强公式e＝u/d，u为被测对象周边感应电压(单位为v)，d为被测对象与传感器间的距离(m)，当电压高于200kv，且传感器离被测对象距离小于20cm时，此时所感应的电场强度会远远大于国内所能提供的场强仪所能检出的量程。
技术实现要素：3.本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种结构简单、测量精准可靠的基于无人机的电场强度测试装置。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
5.一种基于无人机的电场强度测试装置，包括无人机、电场强度测试单元、主机、无线收发单元和无线接收单元，所述电场强度测试单元悬吊于所述无人机上，所述电场强度测试单元包括测量探头、滤波放大器、ad转换器和处理器，所述测量探头、滤波放大器、ad转换器和处理器依次相连，所述电场强度测试单元依次经所述无线收发单元相连，所述主机分别与无线收发单元和无线接收单元相连；所述测量探头包括三个平行极板和三个线圈，三个所述平行极板之间相互正交，其中各平行极板与线圈一一对应设置，且平行极板与对应的线圈平行布置；各所述平行极板的厚度为2-4mm。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.所述电场强度测试单元与所述无线收发单元光纤连接，所述主机与所述无线接收单元光纤连接。
8.所述无线收发单元与主机之间无线连接。
9.所述测量探头、滤波放大器、ad转换器和处理器均集成于一壳体内。
10.所述壳体的底部设有电源光纤入口和光纤接头，所述电源光纤入口用于提供电源接口，所述光纤接头用于与无线收发单元相连。
11.所述平行极板包括中间层，所述中间层的上下表面覆盖有铜层。
12.所述中间层为玻纤层。
13.所述铜层厚度为0.1-0.3um。
14.还包括显示单元，所述显示单元与无线接收单元相连，用于对场强检测结果进行
显示。
15.所述电场强度测试单元通过固定架固定在无人机上。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.本实用新型将电场强度测试单元固定到无人机上，无人机携带对应的测量探头靠近特高压(输送电压高于200kv)绝缘支架进行测量，安全可靠性高；其中在电场强度测试单元与主机之间增加无线收发单元，从而实现无人机搭载电场强度测试单元针对对特高压(输送电压高于200kv)以上的高压绝缘支柱周边场强的检测数据读取，保证测试的安全可靠性；其中上述电场强度测试单元与无线收发单元光纤连接，从而保证电场强度测试单元数据传输的可靠性，可以避免外部信号对检测信号传输的干扰。
18.本实用新型针对工频高电压场，将原有的测量探头中的平行极板厚度变更为原来的两倍，感应电压约减小到原来的1/2，量程增加约2倍，可有效满足物高压场的检测。
附图说明
19.图1为本实用新型在具体应用时的实施例图。
20.图2为本实用新型的电场强度测试单元在实施例的方框结构图。
21.图3为本实用新型中的电场强度测试单元在实施例的立体结构图。
22.图4为本实用新型中的电场强度测试单元在实施例的底部结构图。
23.图5为本实用新型中的测量探头在实施例的结构示意图。
24.图6为本实用新型中测量探头的平行极板在实施例的尺寸示意图。
25.图例说明：1、无人机；2、电场强度测试单元；201、测量探头；2011、平行极板；20111、中间层；20112、铜层；2012、线圈；202、滤波放大器；203、ad转换器；204、处理器；205、壳体；206、电源光纤入口；207、电源拨动开关；208、安装孔；209、光纤接头；3、无线收发单元；4、主机；5、无线接收单元。
具体实施方式
26.以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
27.如图1所示，本实用新型实施例的基于无人机的电场强度测试装置，包括无人机1、电场强度测试单元2、场强测试主机4、无线收发单元3和无线接收单元5，电场强度测试单元2悬吊于无人机1上；电场强度测试单元2包括测量探头201、滤波放大器202、ad转换器203和处理器204，测量探头201、滤波放大器202、ad转换器203和处理器204依次相连，电场强度测试单元2依次经无线收发单元3、主机4和无线接收单元5相连；测量探头201包括三个平行极板2011和三个线圈2012，三个平行极板2011之间相互正交，其中各平行极板2011与线圈2012一一对应设置，且平行极板2011与对应的线圈2012平行布置；如图5所示，具体地，其中三个平行极板2011分别为xoy面平行极板2011、xoz面平行极板2011和yoz面平行极板2011；三个线圈2012分别为xoy面线圈2012、xoz面线圈2012和yoz面线圈2012，xoy面平行极板2011与xoy面线圈2012平行，xoz面平行极板2011与xoz面线圈2012平行，yoz面平行极板2011与yoz面线圈2012平行；其中各平行极板2011的厚度为2-4mm(优选采用3mm)。当平行极板2011进入电场时，通过测量探测平行极板2011的两端电压，从而测定出对应的电场强度。其中电场强度测试单元2与无线收发单元3光纤连接，主机4与无线接收单元5光纤连接，无
线收发单元3与主机4之间无线连接。当然，在条件允许的情况下，可以将无线收发单元3与主机4之间通过光纤连接。
28.具体地，通过固定架将电场强度测试单元2固定到无人机1上，无人机1携带对应的测量探头201靠近特高压(输送电压高于200kv)绝缘支架，测量探头201检测特高压绝缘支架表面电场，检测数据经滤波放大器202放大后，再经ad转换器203转换成数字信号，再送至处理器204得到对应的电场信号，再经无线接收单元5发送至主机4，主机4再发送至无线接收单元5；其中在电场强度测试单元2与主机4之间增加无线收发单元3，从而实现无人机1搭载电场强度测试单元2针对对特高压(输送电压高于200kv)以上的高压绝缘支柱周边场强的检测数据读取，保证测试的安全可靠性；其中上述电场强度测试单元2与无线收发单元3光纤连接，从而保证电场强度测试单元2数据传输的可靠性，可以避免外部信号对检测信号传输的干扰。
29.另外，由于测量电场为工频高电压场，电压最高可达到600kv，根据前期实验测算需要达到检测要求，预估场强最大量程需要达到300kv/m。而目前采用传感器为市场主流量程的传感器，电场强度测量量程为1v/m-100kv/m，因此常规的传感器难以满足测量需求。
30.根据测试数据以及公式推算，可以计算出在当输入电压为600kv时，感应电压为17.625vrms，大约为48vpp，因此拓宽量程必须对信号进行衰减。根据场强公式e＝u/d，将上述测量探头201中的平行极板2011从原来的为80mm*80mm*1.5mm修改为80mm*80mm*3mm，如图6所示。其中上述平行极板2011的厚度与量程存在非线性关系，平行极板2011厚度由之前的1.5mm变更为3mm，感应电压约减小到原来的1/2，量程增加约2倍，可有效满足物高压场的检测。
31.如图3和图4所示，在一具体实施例中，测量探头201、滤波放大器202、ad转换器203和处理器204均集成于一壳体205内。其中壳体205的底部设有电源光纤入口206、光纤接头209(包括tx和rx)、安装孔208和电源拨动开关207。其中电源光纤入口206用于提供电源接口，光纤接头209通过光纤连接无线收发单元3。上述安装孔208通过自带的螺纹连接到无人机1上的固定架上。具体地，平行极板2011包括中间层20111(玻纤层rf-4)，中间层20111的上下表面覆盖有铜层20112，铜层20112厚度为0.1-0.3um，优选为0.2um。
32.在一具体实施例中，还包括显示单元(如显示终端)，显示单元与无线接收单元5相连，用于对场强检测结果进行显示。
33.测试说明：在将本装置放入匀强电场中，通过调压器调整输入到升压器的电压值，记录不同电压不同距离下的场强分布值。经过测试，本装置在0m与100m之间的场强测试数据基本一致，表明本装置无线收发距离可达100m。输入电压1-30kv，探头与变压瓷瓶间距10-50cm，电场强度测试显示正常，满足要求。本装置改造优化后，其场强测试值与真实值发生偏移，需加入校验系数。测试表明场强测试数据校验系数为1.85，即e真实值＝e测试值*1.85，最终输出显示值。在高电压场，电场强度测试单元2与主机4可以保持良好的无线传输性能；感应的电场强度随输入电压的升高而增大；感应的电场强度随被测信号源的距离增大而减小。本实用新型的无线传输距离、传感器量程、场强测试数据准确性均可达到预期目标。
34.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对
于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，包括无人机(1)、电场强度测试单元(2)、主机(4)、无线收发单元(3)和无线接收单元(5)，所述电场强度测试单元(2)悬吊于所述无人机(1)上，所述电场强度测试单元(2)包括测量探头(201)、滤波放大器(202)、ad转换器(203)和处理器(204)，所述测量探头(201)、滤波放大器(202)、ad转换器(203)和处理器(204)依次相连，所述电场强度测试单元(2)依次经所述无线收发单元(3)相连，所述主机(4)分别与无线收发单元(3)和无线接收单元(5)相连；所述测量探头(201)包括三个平行极板(2011)和三个线圈(2012)，三个所述平行极板(2011)之间相互正交，其中各平行极板(2011)与线圈(2012)一一对应设置，且平行极板(2011)与对应的线圈(2012)平行布置；各所述平行极板(2011)的厚度为2-4mm。2.根据权利要求1所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述电场强度测试单元(2)与所述无线收发单元(3)光纤连接，所述主机(4)与所述无线接收单元(5)光纤连接。3.根据权利要求2所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述无线收发单元(3)与主机(4)之间无线连接。4.根据权利要求1或2或3所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述测量探头(201)、滤波放大器(202)、ad转换器(203)和处理器(204)均集成于一壳体(205)内。5.根据权利要求4所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述壳体(205)的底部设有电源光纤入口(206)和光纤接头(209)，所述电源光纤入口(206)用于提供电源接口，所述光纤接头(209)用于与无线收发单元(3)相连。6.根据权利要求1或2或3所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述平行极板(2011)包括中间层(20111)，所述中间层(20111)的上下表面覆盖有铜层(20112)。7.根据权利要求6所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述中间层(20111)为玻纤层。8.根据权利要求6所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述铜层(20112)厚度为0.1-0.3um。9.根据权利要求1或2或3所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元与无线接收单元(5)相连，用于对场强检测结果进行显示。10.根据权利要求1或2或3所述的基于无人机的电场强度测试装置，其特征在于，所述电场强度测试单元(2)通过固定架固定在无人机(1)上。
技术总结本实用新型公开了一种基于无人机的电场强度测试装置，包括无人机、电场强度测试单元、主机、无线收发单元和无线接收单元，所述电场强度测试单元悬吊于所述无人机上，所述电场强度测试单元包括测量探头、滤波放大器、AD转换器和处理器，所述测量探头、滤波放大器、AD转换器和处理器依次相连，所述电场强度测试单元依次经所述无线收发单元相连，所述主机分别与无线收发单元和无线接收单元相连；所述测量探头包括三个平行极板和三个线圈，三个所述平行极板之间相互正交，其中各平行极板与线圈一一对应设置，且平行极板与对应的线圈平行布置；各所述平行极板的厚度为2-4mm。本实用新型具有测量精准可靠、测量量程大等优点。测量精准可靠、测量量程大等优点。测量精准可靠、测量量程大等优点。
技术研发人员：邓维 魏绍东 钟昱铭 朱娟 龙伟迪
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/7/4
