一种用于绝缘子泄漏电流在线监测的宽频带微电流传感器的特性研究

文中描述了一种宽频带微电流传感器，根据传感器的等效电路模型，针对研制的一种用于绝缘子在线监测的穿芯式宽频带微电流传感器，研究了线圈匝数、杂散电容和负载电阻的变化对通频带宽及灵敏度的影响。通过传感器电子电路的分析和saber仿真发现，在理想情况下，传感器低频下限近似为零，高频上限为无穷大。测试表明：该传感器具有通频带宽、线性度好、灵敏度高、无接触等优点，为高压绝缘在线监测系统提供了一种新的微电流传感器。     

基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计

罗氏线圈在进行断路器零区电流测量时，由于线圈结构参数的相互制约，在提高灵敏度的同时会造成测量带宽的下降，因此同时满足高灵敏度和宽频带的要求存在较大困难。为此文中提出基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计方法。基于解析方法分析，确定了满足传感器灵敏度要求的系列结构参量，基于Ansys-Q3D Extractor仿真，确定各组结构参量的高频电磁参数，并通过Ansys-Circuit电路仿真所确定对应的频率特性，从而实现了对频率特性优化设计，频率特性测试结果验证了上述幅频和相频特性仿真结果的正确性。最终，在零区电流测量实验中，文中传感器与KEMA-CZM型零区系统的测量结果相一致。     

一种用于电缆局放检测的高频电流传感器的设计

局部放电是造成交联聚乙烯(Cross Linked Polyethylene,XLPE)电缆绝缘劣化的主要原因。检测局部放电信号能减少电力绝缘击穿事故发生,提高供电可靠性。高频电流法是现场局放带电检测最为常用的方法之一。为了提高高频电流法检测准确度与效率,研制了一款新型高频电流传感器,介绍了传感器检测原理与结构设计。试验测试表明,传感器带宽、灵敏度以及抗干扰性能优秀,能够有效提取高频脉冲放电信号。     

变压器绕组变形在线监测实验研究

变压器是电力系统最重要的设备之一,绕组故障是导致变压器故障的一个重要方面.本文采用了一种简单且有效的方法探讨了在线监测变压器绕组变形.在绕组首端通过套管注入一个频率在600kHz～1.2MHz之间的正弦信号,通过研制的高频电流传感器同时测量绕组首端和末端的高频电流信号,利用模拟滤波及数字滤波技术得到所施加的高频正弦信号,计算电流偏移量以确定绕组变形的程度,计算电流偏差系数以确定绕组变形的类型及位置.自制的高频电流传感器具有频带宽、线性度好及灵敏度高的优点.实验结果表明该方法能够实现变压器绕组变形的在线监测,并能够判别绕组变形的程度、类型,且电流偏差系数与绕组变形的位置有关,该方法灵敏度高,重复性好,抗干扰性强.     

大电流接地配电网高阻接地保护方法

大电流接地配电网高阻接地保护一直是世界难题。文章提出用变压器中性点接地的零模去工频去高频剩余电流与线路的零模去工频去高频剩余电流进行波形比较的方法,给出该方法的计算公式,初步分析了该方法的性能与特点。理论分析表明,提出的方法有很高的灵敏度与可靠性,其灵敏度接近小电流接地选线水平。     

冲击电压下局部放电测量用高频电流传感器

为了进行冲击电压下局部放电现象的研究,研制了一款专门用于局部放电脉冲测量的高频电流传感器。在分析了该传感器的工作原理及其传递特性后研究了线圈匝数、积分电阻和杂散电容对其频率特性的影响;利用方波电压源,校准了研制的电流传感器;利用函数发生器测试了不同频率下的传感器的实际动态响应。结果表明,传感器带宽达800kHz～105MHz,灵敏度为2.4V/A,通频带内具有良好线性度和较小相移。应用此传感器对针板电极试验模型在冲击电压作用下的局部放电信号进行测量,获得了与理论分析一致试验结果,为进一步研究冲击电压下局部放电特性和机理提供了有效的测量手段。     

用于监测电力变压器局部放电的宽频带传感器的研究

传感器的设计是实现电气设备局部放电在线监测的关键环节。通过对罗柯夫斯基电流传感器原理分析和实验测试，研究了罗柯夫斯基线圈匝数、取样电阻和杂散电容的变化对传感器通频带宽和灵敏度的影响，得出了实用罗柯夫斯基线圈型宽频带电流传感器的设计方法。     

电流传感器在线检测高压开关柜局放的研究

利用电磁耦合原理,设计了一款基于罗氏线圈的可测量高压开关柜内高频段（2～30MHz）局放脉冲电流的两半圆环式电流传感器,该电流传感器结构简单,操作灵活,抗干扰性强.实验证明基于该电流传感器的局放监测系统可以有效地检测出测试回路的局部放电量,具有良好的灵敏度.     

中高频暂态电流传感器研究

介绍了一种中高频暂态电流传感器 ,这种电流传感器采用非晶态合金作为导磁材料 ,能测量 2 0 k Hz的暂态电流 ,线性度达 0 .6 % ,无频率失真。文章从理论上分析了传感原理和频率特性 ,实测证明了传感器的优良性能     

电机绝缘在线监测用高频电流传感器设计

逆变器开关激励产生的高频振荡电流可用于电机绝缘状态监测,但开关振荡电流的频域分布宽,且混杂在基波和纹波电流中,幅值微弱。针对开关振荡电流传感器带宽和灵敏度设计需要准确获取传感器寄生参数的问题,此处提出一种基于脉冲频率响应的寄生参数提取方法,通过有限元电磁仿真提取自感参数,根据脉冲响应谐振频率提取分布电容参数,并在此基础上对终端电阻进行合理选择。最后,设计了一个小尺寸、少匝数的高频电流传感器并在3 kW永磁电机系统中进行验证。实验结果表明所设计的传感器能够准确地从电机运行电流中提取开关振荡电流分量,可为电机绝缘非侵入式在线监测提供技术支撑。     

用于过电压检测的电流互感器高频等效电路建模方法

电力系统中设备的绝缘性能非常重要，而过电压是引发设备绝缘损坏的主要威胁之一，采用电流互感器可以有效监测电力系统中的过电压。文中针对基于末屏电流检测的过电压传感器提出了一种电流互感器的高频等效电路建模方法，解决目前低频建模方法无法准确模拟过电压中高频（MHz）分量的问题。该方法可以在不改变电力设备一次接线方式的前提下，实现包括工频过电压、操作过电压以及雷电过电压在内的各种过电压传感器的准确建模。分析了高频时电流互感器的电磁谐振特性，并据此建立了包含多个谐振频率的RLC高频等效电路。通过仿真算例和实验测试，验证了所提模型的准确性。通过所提等效电路即可根据电流互感器的末屏电流来计算过电压的大小，从而有效评估绝缘风险、保障电网安全运行。     

GMM-FBG光纤电流传感器结构优化及温补模型

为解决FBG中心波长和GMM磁致伸缩系数温度敏感而影响GMM-FBG光纤电流传感器交流响应灵敏度和准确度的问题,提出在GMM-FBG传感模型中引入温度参数校准电流输出值的方法。依据法拉第电磁理论,采用有限元分析方法设计提高GMM磁耦率和均化磁场分布的磁路结构。构建波长解调系统实验平台,测试温度在20～70℃范围传感器不同电流对应的波长响应幅值,实验研究表明:GMM-FBG电流传感器灵敏度随温度升高而下降,且与被测电流值大小正相关。在分析传感器温度响应特性基础上,利用数学拟合方法建立了具有温度补偿系数的GMM-FBG电流传感数学模型,且将该模型用于40℃时60 A电流检测实验,电流检测准确度提高了4. 8%。     

磁阀式电流互感器抗直流特性研究

磁阀式电流互感器(MVCT)气隙中的磁场传感器输出能够反映铁芯磁场强度与励磁电流的变化,因此在一定范围内能补偿畸变的二次电流,但已有研究缺乏理论分析与实验验证。在已有研究的基础上详细分析了MVCT的3种工作状态,推导了MVCT的等效磁化曲线与直流测量特性,使用温度特性好且灵敏度高的隧道磁阻(TMR)传感器进一步提高了补偿信号的补偿效果,并进行了直流电流、全波带直流偏磁、正弦半波电流与暂态电流的仿真与测量实验。仿真与实验结果表明,使用TMR传感器的MVCT同时具有测量直流电流、补偿电流互感器因直流偏磁电流而造成的稳态饱和与暂态饱和的能力。     

基于微电子机械系统的光学电流传感器原理与设计

光学电流传感器解决了传统电流互感器的缺点，但仍然存在生产困难、性能易受环境温度影响等不足，MEMS作为一种新兴技术，可批量生产各种性能良好的微电子器件，该文提出了将MEMS技术用于检测高压交流电的光学电流传感器。高压侧的传感装置由Rogowski线圈、MEMS扭转微镜和双光纤准直器组成。文中介绍了器件的高压侧敏感原理和光学检出原理，给出了器件的结构参数条件、模态分析和温度补偿结果，并利用ANSYS与Matlab软件对器件的性能进行了仿真模拟和分析。理论结果表明：温度补偿后，温度变化±50K时测试误差为0.2%，400A、2000A电流下的灵敏度分别为0.001dB/A 与0.09dB/A, 说明了基于MEMS技术的光学电流传感器具有一定的研究价值。     

直线型、螺线管嵌套型及多光路反射式光纤电流传感器结构设计与仿真

小信号测量领域特别是局部放电检测中,全光纤电流传感器在灵敏度方面存在较大问题,针对该问题进行了研究。首先给出了光纤模型中Faraday旋光效应的经典理论解释,并对折射率表达式进行了修正,在此基础上设计了传统直线型、螺线管嵌套型和多光路反射式等3种光纤电流传感器结构。然后使用COMSOL多模场耦合仿真软件对所设计的3种光纤传感系统的传输场进行了计算仿真和对比分析,结果表明螺线管嵌套型全光纤电流传感器和多光路反射式光纤电流传感器的灵敏度分别比传统直线型光纤电流传感器高1 000倍和600倍以上。最后对所设计的2种新型传感器性能关系进行了分析,结果表明螺线管嵌套型光纤电流传感器加工精度要求不高,传感光纤的安装位置对测试结果影响不大;多光路反射式光纤电流传感器加工精度要求很高,传感头的安装位置对测试结果影响不大。综上所述2种新型传感器均使灵敏度得到极大改善,且在实验测试中即使传感头位置变化对测试结果也影响不大。未来将依据所设计的系统对传感器的潜在应用进行进一步的实验研究。     

高频微电流传感器仿真的研究

根据罗哥夫斯基线圈型电流传感器的基本原理,建立了高频微电流传感器的等效模型,用Saber仿真软件分析电流传感器各参数对其频率特性的影响。找出最佳的参数选择方法,为电气设备局部放电在线监测用传感器的设计和制造提供理论依据。     

电缆局部放电检测技术在舟山电网中的应用

介绍电缆局部放电检测方法,重点阐述其中的高频电流传感器法,综合分析由高频电流传感器法获得的局部放电典型图谱,最后介绍应用PDT-832C便携式电缆局部放电检测仪检测变电站电缆终端局部放电实例.     

基于脉振高频电流注入SPMSM低速无位置传感器控制

针对转子磁钢表贴式永磁同步电动机(SPMSM),提出了一种基于脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制的新方法。其原理是在估计的同步旋转坐标系直轴上注入高频正弦电流,通过检测交轴电流环PI调节器的输出电压量,获得含有转子位置估计误差的信号,对此进行适当的信号处理得到估计转子位置角,从而实现无位置传感器控制。对该方法进行了理论分析、仿真与实验验证,结果表明该方法在低速和零速下均能准确地检测电动机转子的位置和速度,相较于脉振高频电压信号注入法,所提出的方法结构更简单,且稳定性更高。     

基于高频电流传感器阵列的开关柜局部放电检测与定位

电力设备状态监测成为智能电网的重要方向,提出在开关柜内建立基于高频电流传感器的局部放电检测与定位系统。在一组开关柜的每个电缆出线处安装高频电流传感器,形成高频传感器阵列,利用广义互相关算法估计高频传感器之间的传输时延,从而进行配网内的局部放电检测和定位。利用Matlab仿真表明,该定位系统能够较好地对配网内的局部放电源进行精确定位。     

昆虫电荷特性测量传感器的研究

针对昆虫探测及定位困难的问题,应用静电感应理论,建立了昆虫电荷特性传感器模型,设计制作了高灵敏度的昆虫电荷特性传感器和微电流测量电路;对传感器信号及噪声进行分析计算,并进行了标定试验。结果表明该昆虫电荷特性传感器对匀强电场的灵敏度是0.05 V/m,电荷量灵敏度为0.03 pC,线性度优于2%,可以完成对昆虫电荷量和电荷特性的测量任务,对进一步开展昆虫电荷特性的研究具有重要意义。