仪器仪表学报

作者：陈小涛，张文斌，索春光，谭向宇

单位：陈小涛,昆明理工大学机电工程学院昆明650504,18288685044@163.com,张文斌,昆明理工大学机电工程学院昆明650504,zwbscg@kust.edu.cn,索春光,昆明理工大学理学院昆明650504,,谭向宇,云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217,

关键词：电容式电压互感器;电压测量;阻抗变换;寄生电容;参数辨识

基金：云南省科技厅科技计划项目(202104BN050011,202301AS070028)资助

电容耦合式非接触电压传感器在实际应用中，导线线径、绝缘层厚度、线芯与感应极板的相对位置不同会影响导线线芯与感应极板间的耦合电容大小，并且导线会对感应极板与接地极板间的结构电容产生附加效应，所引起的边缘效应会使结构电容大小也发生变化，使之无法凭借常规LCR仪预先精确测量，造成传感器增益不确定从而导致非接触电压测量精度受限。提出一种基于双路参考激励信号参数辨识的非接触电压测量方法，以实现测量过程中传感器增益的自标定。首先给出含寄生参数的等效模型并剖析其传递函数，将传感器多个内参数简化为2个集总内参数，通过仿真揭示了待测导线影响结构电容边缘效应从而改变其大小的规律。随后提出传感器参数辨识方法，获得考虑寄生参数和导线影响后的传感器内参数作为一固定参量参与电压重构以提升电压测量精度。制作传感器样机并搭建实验平台，完成参数辨识后进行多项实验。结果表明，幅值精度实验中幅值误差在1%以内，相位精度测试中相位差为0.13°，线径适应性实验可适应不同规格导线且误差最大仅0.15%，干扰信号屏蔽能力测试证实带屏蔽腔的同轴探头抗干扰性能良好。为提高非接触电压测量精度提供了有效解决方案。

来源：2025年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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