電線電壓和電流自供電非接觸在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

對(duì)電線供電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本項(xiàng)目立足于智能電網(wǎng)的需求，著眼于原始科技創(chuàng)新，提出一種具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的自供電電線電壓電流在線非接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)。所有監(jiān)測(cè)裝置從電線獲取電磁能，構(gòu)成長(zhǎng)期、免維護(hù)自洽的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。取得方面許多突破，還建立了電力線狀態(tài)監(jiān)測(cè)的儀器系統(tǒng)。提出自全式自供能、無(wú)線、非侵入、一體化的電流電壓傳感器，提出三種非接觸電流測(cè)量方法，能夠無(wú)需偏置構(gòu)成微型環(huán)形復(fù)合磁電結(jié)構(gòu)，還能夠通過(guò)上變頻大幅度提高50Hz低頻電流測(cè)量靈敏度。在1A-1000A測(cè)量范圍，測(cè)量電流分辨率達(dá)到10mA。提出一種消除傳感器與電線間分布電容影響的非接觸線圈激勵(lì)電壓測(cè)量方法，解決快速、高精度非接觸檢測(cè)電線電場(chǎng)/電壓難題，測(cè)量距離超過(guò)10cm以上，電壓分辨率小于1V。還提出采用變?nèi)荻O管的電壓非接觸測(cè)量方法，能夠非常容易構(gòu)成低功耗測(cè)量電壓的系統(tǒng)。提出用磁致伸縮材料、壓電材料、高磁導(dǎo)率薄膜材料、高Q值諧振結(jié)構(gòu)構(gòu)造零磁場(chǎng)偏置高效磁電復(fù)合換能器，高效采集電磁能量，在磁場(chǎng)為0.5Oe時(shí)，采集器的最大功率密度為147.83μW/cm3。提出了采集多根電線的Halbach陣列磁場(chǎng)能量采集器，用很小體積獲得非常高的能量。在10A的電力線周圍，采集器的最大功率密度為3mW/cm3，大幅度提高獲取電力線磁能的能力。提出一種針對(duì)壓電采集器的上變頻匹配管理電路，大幅度提高換能器到儲(chǔ)能元件的能量轉(zhuǎn)化效率，效率達(dá)到44%，保證采集器高效自供電工作。提出自全式自供電電線狀態(tài)監(jiān)測(cè)原理并研制出自全式自供電電線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)展擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代自治智能電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在重慶和南京等地分布許多無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電力線工作狀態(tài)，確保電力線安全工作。課題發(fā)表SCI論文45篇，EI論文50篇，申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利3項(xiàng)，獲發(fā)明專利授權(quán)3項(xiàng)。共培養(yǎng)博士后1名，博士生7名，碩士生16名。指導(dǎo)1名學(xué)生入選中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)全國(guó)優(yōu)博論文，指導(dǎo)2名學(xué)生入選重慶市優(yōu)博論文。 2100433B

對(duì)電線供電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。立足于智能電網(wǎng)的需求，著眼于原始科技創(chuàng)新，提出一種具有潛在廣泛應(yīng)用價(jià)值的自供電電線電壓電流在線非接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)。所有監(jiān)測(cè)裝置從電線獲取電磁能，構(gòu)成長(zhǎng)期、免維護(hù)自洽的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。提出自供能、無(wú)線、非侵入、一體化的電流電壓傳感器，確保電網(wǎng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全，還實(shí)現(xiàn)傳感器微型化和獨(dú)立自足。提出一種消除傳感器與電線間分布電容影響的非接觸電壓測(cè)量方法，解決快速、高精度非接觸檢測(cè)電線電壓難題。提出用磁致伸縮材料、壓電材料、高磁導(dǎo)率薄膜材料、高Q值音叉結(jié)構(gòu)構(gòu)造零磁場(chǎng)偏置高效磁電復(fù)合換能器，高效采集電磁能量。提出一種傳感器和采集器管理電路，保證傳感器和采集器高靈敏、高效自供電工作。提出非線性阻尼諧振結(jié)構(gòu)，能在大電流動(dòng)態(tài)范圍，高效安全采集磁電能量。通過(guò)本項(xiàng)目研究，提出自供電電線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，發(fā)展擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代自治智能電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。

接觸式電流表通常須將電流載體截?cái)嗪蟠耄驅(qū)?dǎo)線外絕緣剝落后將表并上（間接電壓式）。無(wú)論那種都必須破壞線路的完整性并使得測(cè)量工作程序十分繁瑣。對(duì)巡回，查故障等一次性檢測(cè)是十分不便。但是這類儀表采用電磁式結(jié)構(gòu)，制作工藝成熟，成本低廉，抗干擾性能好，常用在固定檢測(cè)點(diǎn)上。另一類電表是非接觸式的，它不會(huì)破壞載流導(dǎo)線的完整，從載流導(dǎo)體產(chǎn)生的穩(wěn)恒磁場(chǎng)中采樣。一般使用霍爾原件或感應(yīng)線圈將磁勢(shì)轉(zhuǎn)化成為電壓訊號(hào)，再經(jīng)過(guò)一系列的電壓放大驅(qū)動(dòng)顯示機(jī)構(gòu)指示電流值，它不但使巡回檢測(cè)工作大為簡(jiǎn)化而且靈敏度高，但是它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子原件成本高，抗干擾能力差。當(dāng)前這類產(chǎn)品還不能在普通電工測(cè)量中推廣。

接觸電壓擦了系列產(chǎn)品可分為：

DF9000大型地網(wǎng)變頻大電流接地特性測(cè)量系統(tǒng)，

DF910K大型地網(wǎng)變頻大電流接地阻抗測(cè)量系統(tǒng)，

DF902K變頻抗干擾接地阻抗測(cè)量?jī)x。

1、DF9000大型地網(wǎng)變頻大電流接地特性測(cè)量系統(tǒng)：系統(tǒng)輸出功率大（2-20KW），電壓高（0-1000V），輸出電流大（0-50A）。精確測(cè)量接地阻抗，接地電抗，接地電阻，接觸電壓，跨步電位差，場(chǎng)區(qū)地表電位梯度，接觸電壓，接觸電位差，跨步電壓，轉(zhuǎn)移電位，導(dǎo)通電阻，土壤電阻率等參數(shù)，可全面測(cè)量大型地網(wǎng)的各項(xiàng)特性參數(shù)，完全滿足新版DL/T475-2006《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》的要求。

2、DF910K大型地網(wǎng)變頻大電流接地阻抗測(cè)量系統(tǒng)：系統(tǒng)輸出功率大（5-20KW），輸出電壓（0-1000V），輸出電流（0-50A）。精確測(cè)量接地阻抗，接地電阻，接觸電位差，接地電抗，導(dǎo)通電阻，土壤電阻率等參數(shù)。

3、DF902K變頻抗干擾接地阻抗測(cè)量?jī)x：系統(tǒng)輸出功率2kW，輸出電壓（0-200-400V）.測(cè)試輸出電流（0-10A）。精確測(cè)量接地阻抗，接地電阻，接地電抗，導(dǎo)通電阻，土壤電阻率等參數(shù)?？蓾M常規(guī)接地網(wǎng)的測(cè)量。