磁感式電流傳感器研究與設計.pdf

1、隨著電力工業(yè)智能化、自動化和市場化進程的加快，對在電力系統(tǒng)中電能計量和繼電保護起重要作用的電流傳感器提出了更高的要求。目前廣泛應用的電磁感應式電流互感器存在著易磁飽和、頻帶窄、輸出線性度差、鐵磁諧振、含油易燃易爆、體積笨重和維護困難等諸多問題。隨著國家電網(wǎng)升級改造電壓等級越來越高，這些問題更是日漸突出并亟待解決。
　　本文正是基于上述原因對電流傳感系統(tǒng)進行研究，分別采用霍爾磁場傳感器、各向異性磁阻磁場傳感器和超磁致伸縮材料（GMM

2、）研制了三種不同的電流傳感系統(tǒng)。其中，前兩種基于磁場傳感器的電流傳感系統(tǒng)研制了獨立的傳感探頭、數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、顯示模塊和上位機接口。采用坡莫合金和銅箔對傳感探頭進行電磁屏蔽，能有效的消除大部分的外界電磁干擾。編寫了軟件程序對磁場數(shù)據(jù)進行采集和處理，并對數(shù)據(jù)進行了線性擬合和標定，分析了擬合后測試數(shù)據(jù)的誤差，研究了系統(tǒng)的重復性、精度和溫度漂移特性。
　　根據(jù)超磁致伸縮材料的原理和優(yōu)秀磁場測量特性，研制了適用于直流電流檢測的螺線

3、管傳感探頭，對螺線管的各項參數(shù)做了詳細的分析和計算。應用電子散斑干涉技術（ESPI）光學原理搭建了光路對超磁致伸縮材料產(chǎn)生的伸縮應變進行檢測，通過CCD相機獲取散斑干涉圖像，然后在PC機上采用ESPI軟件的相減模式得到散斑條紋圖像，并應用MATLAB軟件對散斑條紋圖像進行條紋間距提取。根據(jù)獲得的條紋間距信息，對系統(tǒng)進行標定和曲線擬合后最終得到被測電流與條紋間距之間的函數(shù)關系。最后對基于超磁致伸縮材料的電流傳感系統(tǒng)進行了測試，并對測試數(shù)據(jù)