基于电场感应的非接触式电压传感器分布电容特性的研究

发布时间：2020-06-01 13:11

【摘要】：基于电场感应原理的非接触式电压传感器具有结构简单,测量方便,测量线性范围宽、暂态响应稳定、响应速度快等优点,在高压线路故障在线监测、雷电流、局部放电信号检测等方面具有一定的应用价值。本论文提出两种基于电场感应原理的非接触式电压信号测量模型,主要研究分布电容的影响因素及对传感器性能的影响。论文建立了非接触式电压传感器的基本理论模型,研究了电场分布计算方法,传感器极板的形状、结构参数及环境因素对传感器分布电容的影响;对传感器的边缘效应进行了研究,通过Ansoft Maxwell仿真和精确计算电容的方法,研究了五种形状结构的传感器测量模型的电场边缘效应现象对极板电容的影响,研究表明,圆形的金属极板对传感器极板电容的影响最小;建立了圆片结构传感器和金属圆环型传感器两种传感器模型,研究了非接触式电压传感器结构参数对分布电容的影响规律,通过建立相应的等效电路和数学模型开展研究,结果表明,圆片结构传感器的输出特性受传感器上极板对地电容的影响最大,金属圆环型传感器的输出特性受传感器环间互电容的影响最大;研究了传感器极板的对地高度、邻近导体及气候等因素对单金属圆片传感器、圆片结构传感器和金属圆环型传感器测量模型中各分布电容的影响,结果表明传感器极板对地高度在大于(等于)2m时对极板电容的影响不大,垂直方向的导体对传感器极板电容的影响较水平方向的大,论文最后通过设置实验验证理论研究的正确性,实验结果显示与理论分析契合。论文提出的非接触式测量电压信号传感器,其测量频带范围宽、响应速度快、暂态性能好,可用于故障信号的检测,其中研究的传感器分布电容对测量信号的影响,有利于解决故障信号测量过程中的干扰问题。
【图文】：

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图 1.1 高场致发光型电场传感单元结构图 1.1 Structure diagram of high field emission type electric field sensin）致发光效应一般可分为两大类，，分别为低场致发光和高的传感机理主要是把被测电压 U 加于限流高电阻 R 和 LE得与 U 成线性关系并能驱动 LED 发光的微弱电流（例如过测 LED 的发光强度测得[25]，典型的电压传感单元如图图 1.2 LED 电压传感单元结构图

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发光材料即1 高场致发光型电场传感单元ram of high field emission type般可分为两大类，分别为是把被测电压 U 加于限流关系并能驱动 LED 发光的光强度测得[25]，典型的电
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212

【参考文献】