钢板地电流新型测量仪器校准系统设计及分析

舰船钢板地电流的检测是地电流研究的一大难题,因此急需设计一种适用于舰船钢板地电流检测的新型磁场测量仪器.本文设计了长直导线和亥姆霍兹线圈两套校准系统,推导出磁场测量仪器的输出电压和磁场的函数关系式,得到了每套校准系统的校准公式及不同频率所对应的校准系数,并通过实验进行了验证.利用所得到的校准系数对钢板地电流的测量结果进行校准,可避免测量放大器增益随频率的变化对测量结果的影响,保证了地电流干扰研究的实验检测手段和验证方法的有效性.本文提出的方法思路新颖,电路结构简单,具有较强的工程应用价值.     

适用于舰船钢板地电流检测的新型磁场测量仪器设计

舰船钢板地电流的检测在国内还处于起步阶段,这与日益发展的地电流干扰研究不相符.基于地电流因集肤效应而分布于钢板表面,钢板表面磁场为面电流密度的近似结论,本文设计了一种适用于舰船钢板地电流检测的磁场测量仪器.专门设计的置位/复位电路及地磁和桥偏移电压补偿电路提高了系统性能的稳定性,增强了抗干扰的能力.该仪器为地电流干扰研究提供了一种有效的实验检测手段和验证方法,具有重要的工程应用价值.     

非接触式TA二次回路多点接地检测方法

针对电流互感器(TA)二次回路多点接地导致继电保护装置误动的情况,提出了一种非接触式电流回路多点接地检测方法。该方法在TA二次回路中施加变化的磁场,如果TA二次回路多点接地,则施加的磁场会在接地点与中性线形成的回路中感应出电流,电流越大,越能说明多点接地的存在。为了防止检测时感应电流过大导致继电保护误动,提出了频率辅助判据。实验结果验证了所提方法的正确性。     

配电网电容电流测量方法探讨

通常配电网电容电流是决定是否装设消弧线圈、确定消弧线圈容量和进行消弧线圈调谐的重要依据。本文归纳了配电网电容电流测量方法,详细分析了各种方法的测量精度、优缺点及适用范围,并提出了一种测量配电网电容电流的新方法:从电压互感器开口三角侧注入两个变频恒流信号,寻找系统谐振频率,计算出配电网对地电容和接地故障电容电流。实验证明,该方法不需改变配电网一次接线,不影响配电网正常运行,具有安全、简捷、准确等特点。     

基于三相电流法的金属氧化物避雷器带电测量研究

分析了金属氧化物避雷器MOA(Metal Oxide Arrester)带电测量时泄漏电流的特点,提出带电测量时判断MOA早期故障的依据是阻性电流是否存在增量,并指出带电测量的关键是正确测量阻性电流基波的变化。提出了一种三相电流法测量阻性电流,并在理论分析的基础上,研制了MOA带电测量装置。利用该装置进行了模拟阻性电流增大的实验,结果表明,三相电流法能够正确测量出阻性电流的增量。可以方便地对MOA早期故障进行判断。     

考虑触头间电流收缩影响的低压塑壳断路器中电动斥力分析

基于电流-磁场-电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,对比分析分别用Holm公式和引入圆柱导电桥模型考虑由于触头间电流收缩产生的Holm力计算方法.结果发现,虽然两种方法计算出的电流和磁场分布完全不同,但是当电流在10kA以下时力的计算结果误差不超过10%.并用拉压传感器对电动斥力进行了实验测量表明计算方法和结果是正确的.     

复合绝缘子接地电流的测量及其特性研究

目前检测复合绝缘子污秽状况的主要方法是泄漏电流法。这种方法需要在绝缘子上加装电流传感器,加大了测量难度和危险性。文章提出了通过测量绝缘子接地电流来检测复合绝缘子表面污秽程度的方法.对复合绝缘子的接地电流特性进行了研究,分别建立了复合绝缘子接地电流、体泄漏电流和表面泄漏电流的测试回路,对洁净和污秽条件下复合绝缘子上述3种电流进行了测量和比较分析。试验结果表明：污秽条件下复合绝缘子接地电流及表面泄漏电流的幅值比洁净条件下的都有明显增大,而且增大的幅度基本相同,而波形上谐波成分大大减小,但体泄漏电流基本没有变化。因此,通过测量复合绝缘子接地线上的接地电流可以用于检测出复合绝缘子的污秽程度。     

中频电流开断实验的外施纵向磁场励磁系统

设计一种应用于中频真空电弧实验的外施纵向磁场励磁系统。该系统由中频电流互感器感应主回路电流,产生二次电流为亥姆霍兹线圈励磁,从而在线圈轴线中心处产生与主电流同相位的纵向磁场,模拟纵向磁场线圈触头产生的磁场,且磁场通过变比可调。首先从理论出发,建立亥姆霍兹线圈轴线中心处磁感应强度与二次电流的关系,详细介绍系统重要参数的设计过程。其次针对电流互感器铁心磁导率高且漏感小的特点,简化其等效电路,并经计算证明实验电流为最大时电流互感器的铁心未饱和,一次电流与二次电流的相位差满足设计要求。最后对励磁系统性能进行测试实验,在交流实验中,假设了回路电流的数学模型并根据实验数据求解磁感应强度,B/I值计算结果与理论值一致,验证了设计方法的有效性和实用性。     

钢板地阻抗的频率特性

该文考虑到交流趋肤效应和电流集中效应的作用，采用三维模型分析了交流情况下扁平钢板的电磁场分布，计算了不同频率下钢板的内部阻抗和外部电感，并且给出了相应的近似计算公式。分析了测量电路的各种影响，提出了相应的补偿方法，采用阻抗分析仪进行了钢板阻抗的实际测量，实验结果验证了理论分析的正确性。     

高频信号注入法测量配电网电容电流及滤波的研究

为解决信号注入法测量配电网电容电流方法的频率选取和工频干扰等问题,分析了高频信号注入法的原理并对高频法进行改进。首先通过注入5 000 Hz高频信号求得电感值,然后通过扫频确定电网谐振频率,根据公式可计算出配电网对地电容值,并在扫频时通过串联电容的方法降低大对地电容系统的电容值,实现大对地电容系统电容电流的测量。同时运用数字信号处理器TMS320F28335,采用有限冲击响应滤波器(FIR)算法实现滤波功能,滤除扫频时注入信号中的工频干扰。通过理论分析和实验验证,该方法能够增加测量对地电容的范围,简化计算,滤除工频信号,使测量时的相对误差均不超过5%。     

双标量磁位的表面阻抗法

提出双标量磁位的表面阻杭法，以计算含有钢板的三维磁场分布和钢板涡流损耗。文中在钢板周围采用全标量磁位处理阻抗边界条件，而在源电流区域采用简化标量磁位，并应用磁余能量方法，引入等效虚拟磁性材料处理钢板的非线性问题。将本方法应用于ＴＥＡＭ问题２１模型，计算结果与实测结果相吻合。     

基于弱交流磁化的钢材应力检测方法研究*

定期对工业领域中的铁磁性构件进行应力检测可确保工业设备安全工作。提出了一种弱交流磁化条件下的基于磁弹效应的钢材应力检测方法。首先通过有限元仿真研究了弱交流磁化条件下的钢板力磁关系,并优化了测点位置。其次针对不同热磁处理钢板开展了弱交流磁化条件下的钢板应力磁测实验。结果表明,钢板表面法向弱交流感应磁场在不同频率下均具有良好的应力敏感特性;弹性应力变化范围为0～167 MPa时,钢板表面法向弱交流感应磁场幅值与应力之间具有近似线性单调的关系;消磁和热处理可以有效改善相同尺寸钢板的力磁关系的一致性;弱交流磁化条件下的应力磁测方案具有非接触、良好的一致性和抗背景磁场干扰等优势。     

新型钢板地电流磁场测量仪的噪声分析

同时用一个电压源和一个电流源来模拟输入参考噪声,建立一种新型钢板地电流测量系统的噪声模型,计算出系统的输出噪声并通过实验进行了验证.在此基础上,从时域和频域两方面对整个系统的输入级噪声水平进行了评估,得到了各种放大倍数下钢板地电流的最小可测峰值,为提高系统分辨率和合理选择第一、二级的放大倍数提供了理论依据.本文的研究成果可用于其他类似系统的噪声分析,具有较重要的工程应用价值.     

三维开域涡流场A-V位有限元与边界元耦合分析方法

在A -V位和库仑规范的前提下 ,导出了三维涡流区域微分方程和自由空间积分方程在涡流区边界上的耦合条件。在此基础上 ,提出了A -V位的三维涡流场FE—BE耦合分析方法。对国际TEAM 2 1号问题B模型进行了计算 ,靠近线圈的钢板表面磁感应强度法向分量计算值与实测值基本一致。钢板内涡流分布趋势合理     

有限电导率对地闪回击辐射场上升沿时间和场强幅值的影响

为研究有限电导率对地闪回击辐射场上升沿时间和场强幅值的影响规律,运用Cooray-Rubinstein计算方法对湿地、干地和沙地等不同土壤类型电导率下雷电电磁场传播特征进行了数值模拟,得出随着电导率的减小,回击电磁场波形上升沿时间明显增加,因此电导率对场强峰值到达时差法的闪电定位误差影响较大;通过波前时间和观测距离拟合...     

Surface induction motor for two‐dimensional drive

In this paper, the authors propose an induction type surface or planar motor for smooth two‐dimensional drive including rotating operation. The secondary member is composed of the flat conducting plate without directional qualities and the back‐iron plate as secondary yoke. The primary member is composed of the torodial core and the armature winding which can supply the current in every coil embedded in a slot. For the rotating drive, all the coils are used and the same rotating magnetic field as an ordinary rotating motor is generated. For the linear drive, a partial rotating field is generated in the direction of movement in each region separated into two groups every half of toroidal core. For the armature winding, two types of methods are used which are a ring‐winding supplied current at each slot and a double‐layer‐winding supplied current to each coil. The two‐dimensional electromagnetic analysis in Cartesian coordinate system is shown for the analysis, in which an effect of circular shape is considered as an edge effect. The thrust and normal force characteristics at standstill were confirmed practically by using test machine. It was cleared that the surface motor had high transformation rate of about 79% for thrust in spite of the circular shape. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(4): 107–115, 2000     

基于磁通门原理的零磁通交直流大电流传感器

文中基于磁通门技术和零磁通原理研究了一种交直流传感器。其利用聚磁环将一二次电流产生的磁场聚集并叠加,通过嵌入在聚磁环内部的高灵敏度磁通门传感器进行磁场检测,再通过高增益高带宽的功率放大电路输出,形成与一次电流相对应的二次电流。一、二次电流在聚磁环中产生大小相等、方向相反的磁场,最终能使聚磁环中的磁场为零,一、二次电流安匝数相等。同时,采用两个对称分布在聚磁环两边的磁通门传感器,提高系统对外界磁场的抗干扰能力。文章对传感器进行了交流误差、直流误差、阶跃响应、频率特性等试验测试,结果表明其在交直流下均满足0.01级要求。     

以单相电流测试三芯钢带铠装电缆载流量的可行性分析

配电电缆一般为三芯钢带铠装结构,加载于三相导体的交流电流在磁性材料的钢带铠装层将产生工频磁场,由此产生铠装损耗;若三相导体加载三相对称电流,铠装层的合成磁场较小(甚至为零),其铠装损耗较小;若三相导体加载单相电流,铠装层磁场较大,其损耗较大。在开展三芯电缆载流量试验时,由于电源容量限制,拟加载单相电流,可能会对载流量的试验结果产生影响。为研究三芯钢带铠装电缆通以三相和单相电流的铠装损耗,及其对载流量试验结果的影响,本文研究了三芯电缆钢带铠装损耗的计算方法;在试验场开展了加载单相电流的直埋单根三芯电缆载流量试验,定量计算了加载单相电流时的三芯电缆的铠装损耗;分析了加载单相电流时铠装损耗对载流量试验影响的程度。研究表明,三芯铠装电缆加载单相电流时的铠装损耗不可忽略,但对载流量的影响不大,且偏保守。