前言

當(dāng)前智能電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)中存在大量高頻暫態(tài)電流分量。高頻暫態(tài)電流是反映電力系統(tǒng)擾動(dòng)及故障過(guò)程的重要信息，對(duì)其波形、頻率、幅值等信息參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)是預(yù)防和確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。 而傳統(tǒng)電流測(cè)量方式存在頻帶窄、易受電磁干擾、絕緣配合難度大等問(wèn)題，難以對(duì)暫態(tài)電流進(jìn)行有效檢測(cè)。

本期， Aigtek 就給大家分享 一篇，來(lái)自 西安交通大學(xué) 客戶(hù) 發(fā)表在 《高電壓技術(shù)》 期刊 上，關(guān)于 光學(xué)電流傳感器研制與性能測(cè)試 的研究，一起來(lái)看看吧 ~

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：

ATA-4014C高壓功率放大器在電流傳感器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)方向：

光學(xué)電流傳感器研制與性能研究

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

ATA-4014C高壓功率放大器、 光學(xué)電流傳感系統(tǒng)，信號(hào)發(fā)生器，標(biāo)準(zhǔn)電流探頭，示波器等

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一種具有抗干擾能力的螺線管式寬頻光學(xué)電流傳感器，它基于傳感器性能測(cè)試平臺(tái)， 對(duì)光學(xué)電流傳感器的交直流穩(wěn)態(tài)響應(yīng)線性度以及頻率響應(yīng)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究， 完成了所研制光學(xué)電流傳感器的性能測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

測(cè)試實(shí)驗(yàn)回路主要以信號(hào)發(fā)生器和高壓功率放大器ATA-4014C組合形成可調(diào)任意波形的輸入電流源；采用夾鉗式標(biāo)準(zhǔn)電流探頭測(cè)量輸入電流實(shí)際值，對(duì)傳感器的各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試研究，其試驗(yàn)平臺(tái)示意圖如下圖所示。

首先對(duì)于傳感器的線性度和靈敏度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)信號(hào)源和功率放大器輸入電流至螺線管產(chǎn)生磁場(chǎng)，并在光學(xué)電流探頭中發(fā)生法拉第效應(yīng)，再經(jīng)探測(cè)器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出至示波器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；之后再對(duì)傳感器的頻率響應(yīng)特性進(jìn)行測(cè)試，獲得其測(cè)量帶寬，同樣通過(guò)信號(hào)源和功率放大器提供不同頻率的電流，進(jìn)而獲得不同頻率輸入電流下光學(xué)電流傳感器的輸出結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)源改變回路電流大小，獲得了不同輸入電流下光學(xué)電流傳感器的輸出電壓大小，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，擬合結(jié)果如下左圖所示。（2）設(shè)置功率放大器為幅值固定的恒流輸出模式，電流的有效值穩(wěn)定為2A，并通過(guò)改變信號(hào)發(fā)生器的頻率來(lái)改變輸入電流的頻率，頻率越高，無(wú)感電阻的感抗越大，保持電流不變時(shí)，負(fù)載電壓越來(lái)越高，最終達(dá)到功率放大器的輸出功率上限。

經(jīng)測(cè)試，在保證電流為2A不變的情況下， 目前可將頻率從50Hz均勻增大到1MHz，得到傳感器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。