电场测量广泛运用于电力、航天、医疗等行业之中。近年来,随着超高压电网在全国范围内覆盖面的逐渐扩大,因高压电力设备带来的关于电磁环境的争论日益增多。此外,国家电网公司为优化能源资源配置、保障国家能源安全奠定基础,自2005年初提出加快建设特高压电网建设的战略以来,有关特高压输电系统的电磁环境问题的研究在国内迅速兴起。可以预见,特高压输电系统必将给环境带来更加严峻的电磁问题。为积极面对这一问题,本文选用比数值计算更直接、有说服力的电场测量方法,研制了高压工频电场测量系统。文章结合国家有关人体暴露在工频电磁场的标准,在系统中置入了声光报警系统。本文完成的主要内容及结论如下:①学习了电场测量的各种方法。通过各种测量方法优缺点的对比,针对测量高压工频电场的要求,本文选择以成本低廉、易于制作的交变电场传感器为核心设计高压工频电场测量系统;②学习了交变电场测量的原理。在此基础上,对球型传感器测量工频电场的基本原理进行了深入、详细的分析。分析了球型交变电场传感器在均匀电场、非均匀电场中的测量原理,分析了当电场传感器在非均匀场中及其轴线与待测电场方向不一致时的测量误差;③在深入理解工频电场测量原理的基础上,针对电流、电压两种不同的取样方式,分析了测量电容对取样信号的影响,所得结论与实验数据相吻合;④以C8051F120单片机为基础设计了高压工频电场测量系统。装置还结合国家关于人体在工频电场中暴露值的规定,置入了报警系统;⑤借助国外同类型的高精度电场测量仪器,对系统作了校正;⑥在500kV输电线下和变电站内的220kV开关间隔,使用研制的工频高压电场测量系统与国外仪器作了对比测验。测试结果表明,在强电场下,系统的工作性能稳定,能有效的测量工频电场。但也具有许多不足,比如传感器的尺寸过大;当电场太低时的测试误差较大等,还需要改进。