在电力系统中,各电气设备的电力线缆、开关柜、插座及配电所的接线是否良好可靠对电气设备的安全稳定运行起着重要作用。线缆的质量是否达标不仅影响电气设备的正常运行,而且影响运维和检修人员的人身安全。现有的低压电缆检测方法一般为检测电场分布和检测磁场分布两种方法:检测磁场时,被测的电缆或带电设备须有电流通过并产生磁场才能准确测量,并且受电流影响较大;而检测电场时,电场分布并不受电流的影响,只要接通电压即可测量,且我国电压水平较为稳定,很少出现大规模的波动。所以,本文结合现有的研究现状,针对目前电气设备故障检测方法单一且费时费力这一现象,设计了一种便携式且价格低的非接触电场测量装置,可方便快捷地查找线路故障。本文采用计算机建模仿真与实验相结合的研究方法,对低压线缆周围电场分布进行了详细的研究,此外,还分析了线缆绝缘表皮的破损以及周围温湿度的变化对电场分布的影响。不仅为设计电场测量装置提供理论依据,而且为实现低压线缆绝缘破损查询提供一种新思路,同时有着极其重要的现实意义。本文首先介绍了近年来电力行业频频出现的触电事故,已严重威胁到人们的安全生产,列举了关于电场测量的方法,并对国内外的研究现状进行总结,指出目前各测量设备的优缺点,说明改进测量系统方法的必要性。其次,论文对低压线缆周围电场分布及绝缘材料的特性进行理论分析。确定以低压线缆周围电位和电场强度为研究对象,运用有限元法分析并建立低压线缆周围电场分布的数学模型,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件进行仿真分析,得出低压线缆周围不同条件下的电位和场强分布图及变化规律。此外,对低压线缆可能出现的绝缘裂缝、破损脱落及温湿度变化时的电位和场强分布进行了建模分析,得出电场分布的一般规律。接着,本文建立了低压线缆周围电场的非接触测量模型。确定了以平行板电容器为非接触测量系统的传感器,并对平行板电容器测量过程中的瞬时值进行仿真。之后对该模型的信号放大电路进行理论及仿真分析,将理论计算数据与计算机仿真数据进行分析和计算,得出该信号放大电路的误差稳定在一个较小的范围内。可以应用于实际电路中。最后,本文以STM32F103ZET6为主控芯片,完成了此非接触电场测量装置的软硬件设计,该装置具有便于携带、功耗较小、成本较低、可大量配置等优点,并进行相关的实验验证。实验结果表明,在该非接触测量装置的测量下,不但可准确测出低压线缆周围的电场分布规律,而且还可以检测出低压线缆破损的位置并预警提示。通过实验验证了该装置的可行性和有效性。