實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：光磁式電纜偏心測(cè)量?jī)x電磁系統(tǒng)相關(guān)研究

　　研究方向：電磁測(cè)試

　　測(cè)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(guò)PE基礎(chǔ)樹(shù)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(shí)間、可實(shí)現(xiàn)化學(xué)接枝改性法來(lái)改善絕緣的直流電性能的優(yōu)點(diǎn)。“2+1”式交聯(lián)工藝成功地將此方法應(yīng)用于中、高壓電纜的生產(chǎn)。通過(guò)完成線芯位置的測(cè)量可以進(jìn)一步完善此交聯(lián)工藝。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)電纜偏心測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和需要，將測(cè)量系統(tǒng)分為信號(hào)發(fā)生端與信號(hào)測(cè)量端兩部分：信號(hào)發(fā)生端由信號(hào)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(guò)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號(hào)并經(jīng)過(guò)功率放大器放大輸出到磁感線圈中，通過(guò)電磁感應(yīng)原理會(huì)在線芯中產(chǎn)生所需要的高頻電流；信號(hào)測(cè)量端由電感傳感器及其絕緣外殼、放大電路和上位機(jī)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(guò)電磁感應(yīng)原理電感傳感器會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)放大電路放大并經(jīng)過(guò)上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理即可得到線芯位置。

　　測(cè)試設(shè)備：ATA-4051高壓功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字示波器、傳感器、磁環(huán)。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：　　

圖：四種尺寸磁環(huán)實(shí)物圖

　　在實(shí)際測(cè)量中，分別選用了四種不同規(guī)格的磁環(huán)，磁環(huán)實(shí)物圖如上圖所示，測(cè)量四種不同磁環(huán)在不同的氣隙厚度下對(duì)應(yīng)的線芯感應(yīng)電流，實(shí)物接線圖如下圖所示。在磁環(huán)上繞制一匝線圈，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器與功率放大器對(duì)目標(biāo)磁環(huán)提供穩(wěn)定的17V，200kHz的電壓信號(hào)，線芯導(dǎo)線穿過(guò)磁環(huán)與1nF電容串聯(lián)形成閉合回路，通過(guò)接在電容兩端的示波器讀出電容電壓，即可計(jì)算出線芯感應(yīng)電流。氣隙厚度的改變通過(guò)在磁環(huán)的縫隙中夾緊指定厚度的紙片來(lái)實(shí)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(hào)發(fā)生器；7-放大電路

圖：信號(hào)發(fā)生端實(shí)驗(yàn)實(shí)物接線圖

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖：四種規(guī)格磁環(huán)不同氣隙厚度對(duì)應(yīng)線芯感應(yīng)電流測(cè)量結(jié)果

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

　　從圖中可以看出，當(dāng)氣隙從無(wú)到有時(shí)，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(shì)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(biāo)參數(shù)

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　　本文實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《光磁式電纜偏心測(cè)量?jī)x電磁系統(tǒng)相關(guān)研究》

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