高壓放大器：電壓電流傳感器性能測試實驗的關(guān)鍵驅(qū)動力

　　實驗名稱：配電網(wǎng)絕緣子內(nèi)嵌式電壓電流一體化傳感器性能測試實驗

　　研究方向：針對中壓配電網(wǎng)電壓電流一體化測量需求，設(shè)計基于電場耦合與TMR技術(shù)的絕緣子集成傳感器。通過仿真優(yōu)化內(nèi)嵌電極結(jié)構(gòu)提升電場均勻性與絕緣安全性，采用多級磁環(huán)設(shè)計增強電流測量抗干擾能力。實驗驗證表明，該傳感器在1-14kV電壓和1-120A電流范圍內(nèi)具有高精度（誤差≤1.49%）和強抗干擾特性，為配電網(wǎng)智能監(jiān)測提供了創(chuàng)新的一體化解決方案。

　　實驗?zāi)康模?/strong>驗證基于電場耦合與TMR技術(shù)的絕緣子集成傳感器對中壓配電網(wǎng)電壓電流同步測量效能的提升。

　　測試設(shè)備：隔離調(diào)壓器、干式變壓器、示波器、高壓探頭、恒流發(fā)生器、電流探頭、Aigtek的ATA-7050高壓放大器、ATA-68101高壓放大器、ATA-4014功率放大器、單片機ADC采集系統(tǒng)、OLED顯示模塊。

　　實驗過程：首先搭建電壓測量平臺，采用調(diào)壓器與變壓器生成0-14kV高壓，以高壓探頭為基準，通過示波器與單片機采集數(shù)據(jù)，驗證線性度與精度；隨后進行頻率響應(yīng)測試，利用放大器在50Hz-30kHz掃頻評估帶寬特性；電流測量方面，基于恒流源與探頭在1-120A范圍內(nèi)標定，分析靈敏度與誤差；通過附加干擾線模擬現(xiàn)場環(huán)境，測試10kV電壓與20A電流下的抗干擾性能。　

圖1電壓電流一體化傳感系統(tǒng)架構(gòu)圖　　　

圖2電壓測量的穩(wěn)態(tài)實驗平臺

圖3頻率響應(yīng)試驗平臺圖

圖4電流測量的穩(wěn)態(tài)實驗平臺圖

　　實驗結(jié)果：該電壓電流一體化傳感器在測量性能方面表現(xiàn)優(yōu)異。電壓測量在1-14kV范圍內(nèi)最大相對誤差為1.49%，10kV干擾環(huán)境下誤差僅為1.41%；電流測量在1-120A范圍內(nèi)誤差小于1.2%，20A干擾環(huán)境下誤差為-1.129%。傳感器分壓比K1＝9752.76，電流靈敏度KA＝0.00936V/A，頻率響應(yīng)覆蓋50Hz-30kHz。該設(shè)計在精度、抗干擾能力和穩(wěn)定性方面均滿足中壓配電應(yīng)用要求，為智能配電網(wǎng)提供了一種可靠的一體化測量解決方案。

圖5電壓測量的線性度與精度圖

圖6，10kV輸入與干擾并存時的波形圖

圖7頻率響應(yīng)試驗波形與特性曲線圖

圖8電流測量的線性度與精度圖

圖9存在干擾線時的示波器采集波形圖

　　?高壓放大器推薦：ATA-7050

圖：ATA-7050高壓放大器指標參數(shù)

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