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高压输电线路、变电站附近的电场环境复杂,在现场作业过程中,作业人员触电事故时有发生,因此,对输电线路、变电站附近的电场分布特点分析具有重要意义,对电力现场作业的智能近电安全预警装备的研发也越来越受到人们的关注。本文主要研究了高压输变电线路附近的工频电场分布特点及工频电场传感器的设计与检测,为近电安全预警装置的开发提供帮助,本文的主要研究内容如下:1、运用模拟电荷法的计算原理建立了高压输电线路工频电场计算的数学模型,并对500 kV的高压输电线路不同高度下的电场分布进行了计算,得到其电场分布呈多峰状的特点。2、利用COMSOL软件,对不同电压等级单回路水平架线形式、500 kV电压等级下同塔双回路不同架线形式的高压输电线路和电力铁塔附近的电场强度分布进行了仿真分析,其电场强度都呈不同角度的“八”字形向地面辐射,电场强度分布曲线也都呈驼峰型。开发了单回路和同塔双回路两种高压输电线路电场分布仿真App程序,提高了高压输电线路的电场分布仿真的效率。3、简化建立了某220 kV变电站整体模型,通过COMSOL仿真分析了变电站内离地1.7 m高水平面上的电场强度分布,其电场强度较大的区域主要集中在220 kV开关场内;巡线路径上的电场强度分布曲线起伏变化,在220 kV开关场内的巡线路径上最大电场强度接近11 kV。4、为了降低边缘效应的影响,设计了带等位环结构的工频电场传感单元,并通过仿真优化分析,确定了工频电场传感单元的结构参数,总结出其传感单元的等位环宽度与传感单元半径间的数学关系:k=8.35r-0.3584。测量分析了各编号不同取样电容的传感单元的物理特性参数（如电容、损耗因数、阻抗和相位）,以及工频均匀电场下的静态特性（如线性度、灵敏度系数）;根据试验结果和设计要求初步选择了结构参数为32×32×1.6 mm,取样电容为3.3 nF的5-5号传感单元作为工频电场传感器的电场感应部件。5、设计了工频电场传感器的信号处理电路,包括电压跟随电路、信号差分电路、50 Hz带通滤波电路和全波整流电路,并对所设计的电路模块运用Multisim进行了仿真分析,测试了手工焊接的传感器信号处理电路,其结果都验证了电路的正确性。6、根据工频电场测量国家标准标定校准了工频电场传感器的各性能指标,初选的5-5号传感单元的线性度为±1.3352%,但是其量程为0120 kV/m,经过评估后再选择5-7号传感单元作为工频电场传感器的电场感应单元,对其进行标定校准后,其各项性能指标都达到了设计要求,其线性度γL为±0.9003%,灵敏度为0.0187 V/(kV·m-1),精度γE为1.5259%,量程达到200 kV/m。并将标定的工频电场传感器与EHP-50F低频电磁场分析仪进行测量性能比较,结果表明本文所设计的工频电场传感器测量结果与EHP-50F的相对误差低于6%,具有较高的相关性。7、提出一种基于本文所设计的多个工频电场传感器识别空间场源方向的方法。