摘要：目前三芯电缆自取能效率低已经成为限制电缆沿线在线监测技术发展的关键,为此提出了一种用于三芯电缆的全新磁场自取能方案。与基于互感器原理的传统取能方案不同,创新性地提出了一种基于电机原理的磁场取能方案,此方案提升了磁芯与三相电流产生的旋转磁场的耦合程度,将线圈正法线与电缆表面切向平行改为与径向平行,并给出了最佳取能位置。仿真结果表明,该方案相比以往方案可获得更高的线圈开路电压和输出功率,在磁场自取能效率上有显著提升。结合有限元仿真与神经网络算法,进一步分析一次侧电流、磁芯材料和磁芯尺寸等参数对线圈开路电压的影响,并给出具体的优化设计方案。最后制作样机,在实验室条件下开展相关实验,根据实验结果,一次侧电流50 A,三组线圈共2100匝时最大输出功率为2.243 mW。

摘要：目前多芯电缆电流重构方法受限于电缆规格或传感器阵列与线芯需按特定规则摆放导致其在实际工程应用中较为困难。本文提出基于遗传算法进行三相四芯电力电缆线芯分布相关量的求解,进而得到任意线芯分布半径、任意线芯与传感器阵列角度时磁传感器阵列各单元的输出量与各线芯电流之间的耦合系数矩阵的方法,用于重构四芯电缆中各线芯电流。通过仿真验证了算法的可行性。为了能有效降低由于干扰等因素造成的误差,提出了一种先验求解模型以提高解的质量。随后进行了传感单元阵列电路拓扑的设计,使用设计的原型在搭建的实验平台进行了测试,实验结果表明,在三相平衡情况下,测量的三相电流最大误差为2.42%,最大相位误差为2.77°,在三相不平衡情况下,测量的三相电流最大误差为2.52%,最大相位误差为4.17°。实验结果验证了方法的可行性与有效性。

摘要：在侵入式浮地电压测量中,由于探头与地的耦合电容受探头距地高度、安装位置下方带电导体的影响,导致传感器增益不稳定,无法准确测量待测电压。针对该问题,提出一种基于电容变换的侵入式浮地电压测量校准方法,实现传感器增益的自标定。介绍浮地电压测量的基本原理,并分析导致耦合电容发生变化的因素,进而提出基于电容变换的自校准方法。为了减少空间杂散电场对测量系统的耦合作用,设计具有对后端电路进行等电位屏蔽的传感器探头,并选取合理的电路参数。搭建实验平台进行幅值精度、相位精度、电场屏蔽抗干扰、不同高度适应性测试。实验结果显示:电压幅值最大相对误差为1.99%,相位绝对误差为0.51°;等电位探头对外界噪声具有屏蔽作用;针对传感器不同高度所重构的待测电压最大相对误差为1.66%。

摘要：输电线的跟踪与定位是无人机(UAV)实现自主巡检输电线的关键要素。针对目前输电线跟踪与定位方法存在易受天气和环境因素影响、成本较高以及数据处理困难等缺陷,提出了一种基于电场传感器阵列的输电线跟踪与定位方法,计算出当前UAV的航向角偏转角度、输电线与UAV的距离以及仰角,并设计了电场传感器及信号调理电路,进行了实验验证。实验结果表明:当传感器阵列沿着输电直导线移动时,依据此方法计算出的航向角偏转角度的最大绝对误差为5.74°,阵列与输电线距离最大绝对误差为20.4 cm,仰角的最大绝对误差为8.12°,误差在合理范围内,能够用于UAV实现自主巡检。