仪器仪表学报

作者：张文斌，赵宏瑞，谭向宇，王前超，蒋天意

单位：张文斌,昆明理工大学机电工程学院昆明650504,,赵宏瑞,昆明理工大学机电工程学院昆明650504,,谭向宇,云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217,2040464@163.com,王前超,昆明理工大学机电工程学院昆明650504,,蒋天意,昆明理工大学机电工程学院昆明650504,

关键词：浮地式电压传感器;雨水干扰;等电位屏蔽;位移电流式电压测量

基金：云南省科技厅科技计划(202301AS070028)项目资助

使用浮地式电压传感器对配网输电线路电压进行测量，相较于传统的电压互感器，大幅节约了成本和体积。然而，其耦合电容分压的原理使得测量结果易受环境干扰，尤其是在雨水环境下传感器工频测量结果会出现快速且显著的波动，容易和电网的真实故障发生混淆，给配网运行监测带来困扰。针对该问题，首先结合传感器的分压模型，通过理论分析和仿真，明确了传感器待测电场在雨水环境下发生的严重畸变，以及传感器上下两极板对地耦合电容受到的干扰是导致传感器出现测量误差的主要原因。其次，通过对分压模型和传感器传递函数的分析，设计了一种新型的等电位屏蔽壳与位移电流跨阻放大的电压传感器，利用等电位屏蔽壳降低外部环境突变对耦合电容的影响，并通过跨阻放大电路和位移电流信号的处理，提升抗干扰能力。最后，搭建了包括可调节的模拟淋雨装置、标准正弦波电压源以及数据采集系统的实验平台，对新型传感器进行了实验，以验证传感器设计方案的合理性。实验采用工频5.77kV的标准电压输入，通过不同降雨量和模拟淋雨位置的对比实验，验证了新型传感器可以有效抑制雨水的干扰，测量结果波动降低了50%以上，且传感器具有较好的测量精度、稳定性和线性度，对工频5.77kV电压幅值的测量误差在3?3%以内。

来源：2025年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2025年第12期