實驗名稱：光磁式電纜偏心測量儀電磁系統(tǒng)相關研究

研究方向：電磁測試

測試目的：

紫外光交聯(lián)法相較于其他交聯(lián)方法具有可通過PE基礎樹脂的優(yōu)選以提升絕緣的材料性能、可提高單次連續(xù)加工時間、可實現(xiàn)化學接枝改性法來改善絕緣的直流電性能的優(yōu)點。“2+1”式交聯(lián)工藝成功地將此方法應用于中、高壓電纜的生產(chǎn)。通過完成線芯位置的測量可以進一步完善此交聯(lián)工藝。本文根據(jù)國內(nèi)電纜偏心測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀和需要，將測量系統(tǒng)分為信號發(fā)生端與信號測量端兩部分：信號發(fā)生端由信號發(fā)生器、功率放大器、磁感線圈和磁環(huán)組成，磁感線圈繞制在磁環(huán)上，磁環(huán)固定在線芯外側(cè)，通過信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號并經(jīng)過功率放大器放大輸出到磁感線圈中，通過電磁感應原理會在線芯中產(chǎn)生所需要的高頻電流；信號測量端由電感傳感器及其絕緣外殼、放大電路和上位機組成，電感傳感器固定在其絕緣外殼上，絕緣外殼同樣固定在線芯外側(cè)，通過電磁感應原理電感傳感器會產(chǎn)生感應電動勢，產(chǎn)生的感應電動勢通過放大電路放大并經(jīng)過上位機進行數(shù)據(jù)處理即可得到線芯位置。

測試設備：ATA-4051高壓功率放大器、信號發(fā)生器、數(shù)字示波器、傳感器、磁環(huán)。

實驗過程：

圖：四種尺寸磁環(huán)實物圖

在實際測量中，分別選用了四種不同規(guī)格的磁環(huán)，磁環(huán)實物圖如上圖所示，測量四種不同磁環(huán)在不同的氣隙厚度下對應的線芯感應電流，實物接線圖如下圖所示。在磁環(huán)上繞制一匝線圈，通過信號發(fā)生器與功率放大器對目標磁環(huán)提供穩(wěn)定的17V，200kHz的電壓信號，線芯導線穿過磁環(huán)與1nF電容串聯(lián)形成閉合回路，通過接在電容兩端的示波器讀出電容電壓，即可計算出線芯感應電流。氣隙厚度的改變通過在磁環(huán)的縫隙中夾緊指定厚度的紙片來實現(xiàn)。

1-傳感器及其外殼；2-磁環(huán)；3-電容；4-示波器；5-功率放大器；6-信號發(fā)生器；7-放大電路

圖：信號發(fā)生端實驗實物接線圖

實驗結(jié)果：

圖：四種規(guī)格磁環(huán)不同氣隙厚度對應線芯感應電流測量結(jié)果

四種磁環(huán)的測量結(jié)果如上圖所示，實物圖中從左到右分別為1號、2號、3號和4號磁環(huán)，其中1號磁環(huán)厚度為15mm，內(nèi)徑為88mm，長度為18mm，材質(zhì)為錳鋅鐵氧體，2號磁環(huán)厚度為10mm，內(nèi)徑為69.5mm，長度為25mm，材質(zhì)為納米晶材料，3號磁環(huán)厚度為12.5mm，內(nèi)徑為52.5mm，長度為40mm，材質(zhì)為錳鋅鐵氧體，4號磁環(huán)厚度為12.5mm，內(nèi)徑為41.5mm，長度為25mm，材質(zhì)為錳鋅鐵氧體。

從圖中可以看出，當氣隙從無到有時，電容電壓下降最多，之后隨著氣隙厚度的逐漸增加，電容電壓的下降速度逐漸降低，變化趨勢與仿真結(jié)果基本一致。

安泰ATA-4051高壓功率放大器：

圖：ATA-4051高壓功率放大器指標參數(shù)

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審核編輯黃宇