實驗名稱：光磁式電纜偏心測量儀電磁系統相關研究

研究方向：電磁測試

測試目的：

紫外光交聯法相較于其他交聯方法具有可通過PE基礎樹脂的優選以提升絕緣的材料性能、可提高單次連續加工時間、可實現化學接枝改性法來改善絕緣的直流電性能的優點。“2+1”式交聯工藝成功地將此方法應用于中、高壓電纜的生產。通過完成線芯位置的測量可以進一步完善此交聯工藝。本文根據國內電纜偏心測量技術的發展現狀和需要，將測量系統分為信號發生端與信號測量端兩部分：信號發生端由信號發生器、功率放大器、磁感線圈和磁環組成，磁感線圈繞制在磁環上，磁環固定在線芯外側，通過信號發生器產生高頻信號并經過功率放大器放大輸出到磁感線圈中，通過電磁感應原理會在線芯中產生所需要的高頻電流；信號測量端由電感傳感器及其絕緣外殼、放大電路和上位機組成，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，通過電磁感應原理電感傳感器會產生感應電動勢，產生的感應電動勢通過放大電路放大并經過上位機進行數據處理即可得到線芯位置。

測試設備：ATA-4051高壓功率放大器、信號發生器、數字示波器、傳感器、磁環。

實驗過程：

圖：四種尺寸磁環實物圖

在實際測量中，分別選用了四種不同規格的磁環，磁環實物圖如上圖所示，測量四種不同磁環在不同的氣隙厚度下對應的線芯感應電流，實物接線圖如下圖所示。在磁環上繞制一匝線圈，通過信號發生器與功率放大器對目標磁環提供穩定的17V，200kHz的電壓信號，線芯導線穿過磁環與1nF電容串聯形成閉合回路，通過接在電容兩端的示波器讀出電容電壓，即可計算出線芯感應電流。氣隙厚度的改變通過在磁環的縫隙中夾緊指定厚度的紙片來實現。

1-傳感器及其外殼；2-磁環；3-電容；4-示波器；5-功率放大器；6-信號發生器；7-放大電路

圖：信號發生端實驗實物接線圖

實驗結果：

圖：四種規格磁環不同氣隙厚度對應線芯感應電流測量結果

四種磁環的測量結果如上圖所示，實物圖中從左到右分別為1號、2號、3號和4號磁環，其中1號磁環厚度為15mm，內徑為88mm，長度為18mm，材質為錳鋅鐵氧體，2號磁環厚度為10mm，內徑為69.5mm，長度為25mm，材質為納米晶材料，3號磁環厚度為12.5mm，內徑為52.5mm，長度為40mm，材質為錳鋅鐵氧體，4號磁環厚度為12.5mm，內徑為41.5mm，長度為25mm，材質為錳鋅鐵氧體。

從圖中可以看出，當氣隙從無到有時，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，變化趨勢與仿真結果基本一致。

安泰ATA-4051高壓功率放大器：

圖：ATA-4051高壓功率放大器指標參數

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