换流站内合成场强和离子流密度测量点应选择在换流站直流带电区域的巡视走道、直流母线下等 位置。其他测量条件应满足4.1的要求

4.3.2换流站外合成场强和离子流密度测量

围墙外且距离围墙5m的地方，测量合成场强和离子流密度的最大值。换流站围墙外合成场强和离子 流密度测至围墙外50m处即可。 测量换流站围墙外合成场强和离子流密度衰减特性时，测量点以距离换流站围墙外5m处为起 点，沿垂直于围墙的方向分布，相邻两测量点间的距离一般应不大于5m，所有参数均应记录在测量报 告中。

4.3.3换流站附近民房合成场强和离子流密度测量

测量直流电线路合成场强 路双： 如导线高度、极间距离、导线型式和运行电压、电流；测量档距两端的杆塔编号、同杆线路回路数、线路排 列方式。测量换流站合成场强和离子流密度时，应记录测量点的其体位置、换流站的运行方式、换流阀 功率、直流电压等。 同时，应记录测量布置位置及周围环境信息，测量时间段的风速、风向、温度、相对湿度、大气压等气 象条件装修CAD图纸，以及每一次测量的开始时间与结束时间

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由于直流合成场不像交流电场那样可用极板耦合，所以直流场的测量需要特殊的传感器，使传感元 牛上接收到的电力线总数量周期性地变化，与之相应的感应电荷也随之周期性地变化。利用周期性变 化的电荷所形成的电流即可测出相应的场强。该电场测量仪既要可准确地测量合成的直流电场，又要 可把多余的吸附离子导人地面，不致影响读数， 双极性直流输电线路的地面合成场强不仅有大小变化，而且有极性的变化；由于空间离子的存在和 票移，地面合成场强的极性是变化的。因此，测量仪应具备测量场强幅值和极性的功能， 场强测量仪传感器通常有快门型、圆筒型和震板型，目前常用快门型传感器。本附录仅描述快门型 传感器（即场磨）的校准方法

场磨的结构如图A.1所示。其探头是由两个同轴安装的圆形扇片构成，上扇片随轴由电机驱云 ，下扇片固定不动

磨位于均匀恒定的电场E之中，电动机 带动旋转快门（或称为动磨片）作定速旋转，下部的感 成称为静磨片暴露于电场E的面积呈周期性变化，当静磨片暴露于电场时，为了维持其地面

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电位，其上面会积聚相应的电荷，当电场E指间地面时静磨片上积聚的是负电荷，当电场E指间上空时 静磨片上积聚的是正电荷。当静磨片被动片遮蔽时，其上的电荷会流散于地中。电荷的积聚与流散都 是通过电阻R进行的，通过测量R上的压降即可测得其所在位置的电场强度。 积聚的电荷量由式（A.1）确定：

9.(0)6.EA(0

.(0)=E.EA(0) +.+.+.+...+....++++.. A.l

式（A.3)即为设计场磨的基本依据。

A.3.1合成场校准方法

(t) : dq.(t) A(t) A. dt

场磨是测量直流合成场的。除了直流电场外，还存在空间电荷，所以为校准场磨，不但要有直流电 场源，而且还要有相应的空间电荷发生装置。考虑到直流输电工程现场实际存在离子流影响，宣采用离 子场校准方法对场磨进行校准。 校准场磨所需的空间电荷是由电荷源提供的，其布置方式如图A.2所示，在电压（Vco一VA）作用 下，电极4的细金属导线上产生电晕。电极2、3、5是由金属网构成的电极，电晕电荷除一部分被电极3 和5吸收之外，向上逸至上空，向下则进入电极2、3之间的空间，其中一部分被电极2吸收之外，其余部 分则进人电极1、2之间的空间，为校准区提供电荷。 建立可计算电场和空间电荷的校准装置，将被校场磨的读数与计算值相比较，对场磨进行校准。 校准时场磨的上表面应与电极1的表面取平且紧密接触。 离子流场的场域充满了空间电荷，其数学描述为一维泊松方程（A.4）：

E一电场强度，单位为伏每米（V/m）； 空间电荷密度，单位为库仑每米（C/m）； 真空介电常数，单位为法每米（F/m）。 在电场力作用下，这些空间电荷以速度=KE迁移，形成离子流，其密度为式（A.5）： L=oKE）

E 电场强度，单位为伏每米（V/m）； 空间电荷密度，单位为库仑每米（C/m）； 真空介电常数，单位为法每米（F/m）。 在电场力作用下，这些空间电荷以速度=KE迁移，形成离子流，其密度为式（A.5）： J=p(KE) ... ... ... ... (A, 5

J—离子流密度，单位为安每平方米（A/m"）； K—离子迁移率，单位为平方米每伏秒[m"/(V·s)]

离子流密度，单位为安每平方来（A/m"）； 离子迁移率，单位为平方米每伏秒[m"/（V

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图A.2场磨校准装置示意图

当实场方晕达到稳流后，合成场的可假设为线时间变输无关测稳态的，方场连续电程为式（A.6）： V.J=0 ·（A.6 在无旋的布，可用一个子输函路表征它测特站，因此引人空间方发函路密式（A.7）

式（A.4)至式（A.7)是描述实场合成场的测基离电程。 平行板之间方的应满足式（A.4)至式（A.7)，对一维空间密式（A.8）

解此差分电程，可得式（

其布，E。是顶板换测方的施与，即之： （A.7)直式（A.9），可得度E。、K、J三者之间关系式（A.10）

当平行板方极区域内测方场强与达到饱直值时，E。三0，因此，量式（A.9)得到式（A.11）：

以及量式（A.10)得到式（A.12）

方场强与饱直值，法发为安每平电来（A/m） 式（A.12)布测K代人到式（A.11)布，可得到下极板测的施式（A.13)：

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由式（A.12）可知，用试验方法测出， ，即可求得离子迁移率K。当K确定后，则可由式（A.10） 求得在电压V作用下任意电流密度J对应的E。值，然后再由式（A.9)可求得在电压V作用时，任意 电流密度厂对应的场强E值，从而可实现对场磨的标定

A.3.2静电场校准方法

两块无穷大平行的平板之间的电场，就是可精确计算出来的均匀场源。校准时，将场磨置于底板下 方，场磨的上表面与底板下表面取平且紧密接触。 实验表明，在距离边缘大于板间距离的地方就可看作均匀场了。校准点与平板边缘的距离应大 于或等于两平板之间的距离d，如图A.3所示，

图A.3产生均匀电场的平板电极

两平板电极之间施加电压U，比较场磨的读数与U/d计算值，从而对场磨进行校准。 此外，场磨的动磨片并不是将其所在的圆片面全部填满，其中含有空档部分，这也会影响其上空电 场的均匀性。实验表明，这一影响在其上约4倍场磨半径的地方即可认为已不存在了，即图A.3中两板 之间的距离d应等于或大于4倍场磨的半径， 平板具有足够的尺寸，应保证不会发生电晕而导致平板间产生离子

测绘标准B.1离子流密度测量仪工作原理

离子流密度测量仪工作厚

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附录B （规范性附录） 离子流密度测量仪校准方法

离子流密度可通过测量对地绝缘的威尔逊板截获的电流计算得出。一般采用1m×1m的采集板 进行测量。一种方法是将采集板连接一个可测微弱电流的电流表接地，直接测量电流；另一种方法是将 采集板与地间并联一个电阻，通过测量该电阻上的压降来得到流过的电流。 测量仪器可人工读取数据，也可用 动

流电压U和电阻R（R应大大超过测量仪的输人阻抗)时，离子流密度测量仪的电流测量回路读数应符 合式（B.1）：

式中： I电流，单位为安(A)； U—电压，单位为伏(V)； R—电阻发电机标准规范范本，单位为欧(Q2)。 若电流测量回路的读数确实符合式（B.1）

图B.1电流注入校准离子流密度测量仪

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