低压配电电缆巡检用非接触式电压传感器的仿真与实验分析*

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.001

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 592 ›› Issue (7): 1-7.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.001

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低压配电电缆巡检用非接触式电压传感器的仿真与实验分析^*

林成镇¹^,², 郑昕¹^,²

1.福州大学电气工程与自动化学院, 福建福州 350116;
2.福建省新能源发电与电能变换重点实验室, 福建福州 350116

收稿日期:2020-05-14 出版日期:2020-07-30 发布日期:2020-08-10
作者简介:林成镇(1994—),男,硕士研究生,研究方向为电器及其智能化技术。|郑昕(1976—),男,副教授,博士,研究方向为智能电器及其在线检测技术。
基金资助:
* 福建省自然科学基金项目(2017J05076);晋江市福大科教园发展中心科研项目(2019-JJFDKY-05)

Simulation and Experimental Analysis of Non-Contact Voltage Sensor for Low Voltage Distribution Cable Inspection

LIN Chengzhen¹^,², ZHENG Xin¹^,²

1. School of Electrical Engineering and Automation Fuzhou University, Fuzhou 350116, China;
2. Key Laboratory of New Energy Power Generation and Power Conversion of Fujian Province, Fuzhou 350116, China

Received:2020-05-14 Online:2020-07-30 Published:2020-08-10

摘要/Abstract

摘要：

由于传统电力线缆巡检需传感器与待测电缆接触,影响线路的结构参数,以及非接触测量传感器的精度影响其应用,提出了一种基于波形分析的非接触巡检方法。利用多点非接触电压传感器的测量波形,实现低压配电电缆的错接检测与探损,降低单个非接触式电压传感器测量精度带来的影响。利用Ansoft Maxwell进行建模仿真,确定圆筒形的结构最为合适,并通过对不同规格圆筒形感应电极的仿真分析其影响因素;在空载和带载条件下,对传感器线性度和稳定性进行了实验分析。结果表明所提出的方法可以有效实现电缆的探损和错接检测。

关键词: 电缆巡检, 非接触, 电压传感器, 仿真分析

Abstract:

Traditional power cable inspection sensors are in contact with the cable under test,which affects the structural parameters of the line,and the accuracy of non-contact measurement sensors has always been a bottleneck affecting their application.In this paper,a cable inspection method based on waveform analysis was proposed.The measurement waveform of multi-point non-contact voltage sensor is used to realize the misconnect detection and cable damage detection,and reduce the influence of the measurement accuracy of the single non-contact voltage sensor.First,Ansoft Maxwell was used for modeling and simulation to determine the cylinder structure as the most appropriate sensor structure.Through the simulation of cylindrical electrodes with different specifications,the influencing factors are analyzed.Then the linearity and stability of the sensor under no-load and on-load conditions are analyzed in the experiment.The results show that the proposed method can effectively realize the judgment of cable damage detection and misconnect detection.

Key words: cable inspection, non-contact, voltage sensor, simulation analysis

中图分类号:

TM935

林成镇, 郑昕. 低压配电电缆巡检用非接触式电压传感器的仿真与实验分析^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 592(7): 1-7.

LIN Chengzhen, ZHENG Xin. Simulation and Experimental Analysis of Non-Contact Voltage Sensor for Low Voltage Distribution Cable Inspection[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 592(7): 1-7.

图/表 14

图1

图2

表1

图3

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图6

表2

表3

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参考文献 24

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规格	圆筒形电极内表面上的感应电压/V					最大测量误差/%
规格	1	2	3	4	5	最大测量误差/%
外径	1.122	1.114	1.103	1.097	1.082	3.57
内径	1.122	1.233	1.377	1.582	1.899	40.92
长度	1.122	1.508	1.798	2.066	2.316	51.55
材料	1.122	1.122	1.122	1.122	1.122	0
开口	1.122	1.446	1.151	1.163	1.175	4.51

规格	圆筒形电极内表面上的感应电压/V
规格	1	2
外径	0.953	0.954
内径	1.140	0.940
长度	1.120	0.891
材料	0.891	0.862
开口	0.943	0.963

规格	圆筒形电极内表面上的感应电压/V
规格	1	2
外径	0.771	0.784
内径	1.020	0.780
长度	0.990	0.755
材料	0.792	0.750
开口	0.785	0.781

低压配电电缆巡检用非接触式电压传感器的仿真与实验分析^*

Simulation and Experimental Analysis of Non-Contact Voltage Sensor for Low Voltage Distribution Cable Inspection

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