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非接触式电压传感系统设计及性能测试研究
| 论文题名： | 非接触式电压传感系统设计及性能测试研究 |
| 关键词： | 铁路转辙机;故障检测;电压传感器;非接触测量;电场耦合原理 |
| 摘要： | 电压测量广泛应用于存在电力输送计量、家用电器使用以及智能设备控制等各个领域，是科技发展进步过程中不可或缺的一环，而随着人们对科技进步需求的进一步增加，对于电压测量的要求也在不断提升。现存的电压测量方法大部分为直接测量，将测量仪表接入被测量系统进行信号的提取，这无疑会给原有的电子系统造成较大影响，使原系统偏离原有工作状态，而间接法主要有电压互感器测量，虽然会降低对被测系统的影响，但是较多应用于高压环境，用于高压输电线路的监测。因此本文提出了基于电场耦合原理的适用于接点两端接触电阻电压测量的非接触式电压传感器，具有对被测系统干扰小、工作稳定、体积小、测量精度高等优点，可以应用于铁路转辙机内部狭窄空间下的接点两端的接触电阻电压测量。 针对非接触式电压传感器的研制，本文主要研究内容如下： 设计适用于转辙机内部空间的高分压比的感应电极结构以确保在现场复杂感应电场下最大程度地采集到的符合要求的感应信号，同时还要保证屏蔽外界高频干扰电信号以获得稳定且能准确反映线路电压的频率为50HZ的接触电阻两端电压信号，为后续的信号处理环节提供稳定且强度足够的感应信号。 设计模拟转辙机接点组故障系统，利用实验室现有设备进行搭建测试平台，模拟各种转辙机接点组触点故障的发生，并利用设计的感应电极即信号采集电路进行相关模拟数据测试。 设计高阻抗后续处理电路，包括差分输入、稳定性提高、二阶带通滤波等电路来提高对于杂波信号的抑制以及对感应信号的提取，达到在不影响采样环节的前提下，对获得的耦合电信号进行采集与处理，并利用电路设计仿真软件对提取的信号进行仿真处理。 设计整合信号采集（电极）、处理电路、转换电路，获得稳定的触点电压测量系统，并在测试平台上对系统进行重复测试与标定，通过调整精密电阻箱的输出阻值以模拟转辙机接点电阻变化，并对感应信号进行分析处理。从而制作出适用于现场环境的非侵入式电压测量系统。 |
| 作者： | 张伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 梁军生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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