题目：工频电场和直流电场检测方法研究及应用

我国地域辽阔，能源资源主要分布在西部地区，而用电负荷则主要集中在中东部。针对能源分布及负荷发展不平衡的矛盾，国家将特高压电网建设作为重要发展目标。伴随着我国特高压输电工程的蓬勃开展，输电线路周边的电磁环境问题日益引起人们重视。在日趋严格的环保形势下，输电线路的电磁环境将成为影响其应用和发展的重要因素之一，是线路设计和运行中必须考虑的重大技术问题。线路运行时的电磁环境参数主要包括电场强度、磁场强度、可听噪声和无线电干扰。其中，电场强度是电磁环境的一个重要参数，对其进行准确检测具有重要意义。

论文以输电线路下工频电场和直流电场检测为主要研究对象，对其检测机理、实现方法、支撑技术等进行了深入研究。研究成果目前已用于国家电网公司特高压直流试验基地试验研究和特高压工程的系统调试，提升了特高压工程技术国家工程实验室电场检测方面的试验研究能力，对促进我国特高压直流输电技术进步发挥了重要作用。

论文的主要研究内容如下：

1）对场磨式直流电场传感器的数学解析模型、有限元数值仿真模型和实验模型进行了对比分析，实现了场磨式直流电场传感器的机械结构参数的优化设计

针对模拟式直流电场传感器数学解析模型的不足，建立了传感器的数值仿真模型，并利用该模型对传感器的关键机械结构参数进行了定量分析，基于定量分析的结果实现了传感器关键机械结构参数的优化设计。根据实验结果，将数学解析模型、数值仿真模型和实验模型进行了对比分析。

2）提出了一种全数字式直流电场传感器的实现方法

针对传统的模拟式直流电场检测实现方法的缺陷，提出了一种采用正交矢量型锁定放大器的全数字式直流电场检测实现方法。分析了该方法的实现原理和数学模型，基于实际采样数据在计算机和高性能嵌入式处理器中对该方法进行了验证。

3）提出了一种基于场磨结构采用差分相敏检波器的交直流混合电场检测方法

提出了一种基于场磨式结构的混合电场检测方法，并给出了该方法的实现原理和数学模型。实现了模拟式混合电场传感器的设计，开发了传感器样机，并对其进行了标定和实际测试。

4）构建了基于无线传感器网络的分布式网络化电场检测平台

借助于无线传感器网络架构的灵活性与开放性，构建了一种基于物理位置-检测信息的分布式网络化电场检测平台。基于检测平台，面向特高压试验线路和在运行线路，对输电线路下的地面工频电场和直流电场检测方法及其实现进行综合性分析、比较、验证和评估。