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基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法及其应用

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中国电力 2024年第5期57卷 178-187页

作者：黄莉梁云黄辉孙晓艳王珊杨玉强国网智能电网研究院有限公司北京102209 电力智能传感技术国家电网公司实验室北京102209 国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007

电缆内部温度是电缆管理的重要参数,针对高精度数值计算和实验测量均不能快速准确预测电缆内部温度的问题,提出一种基于多物理场仿真数据构建代理模型,并基于代理模型实现电缆内部温度场快速计算的方法。以110 kV单芯高压电缆为例,首先... 详细信息

电缆内部温度是电缆管理的重要参数,针对高精度数值计算和实验测量均不能快速准确预测电缆内部温度的问题,提出一种基于多物理场仿真数据构建代理模型,并基于代理模型实现电缆内部温度场快速计算的方法。以110 kV单芯高压电缆为例,首先对比拉丁超立方设计和最大最小思想优化的拉丁超立方方法构造样本空间的效果,选取最优采样方案,再通过径向基神经网络构建代理模型,以环境温度和载流量为变量构建温度数据集进行测试,进一步通过粒子群算法对代理模型进行优化,最后利用网格节点数据使温度场分布可视化。对比110 kV单芯高压电缆内部温度场计算结果,表明所提的基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法具有较高的精度和效率。

关键词：代理模型电力电缆有限元仿真快速计算

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高速磁悬浮列车间隙传感器自诊断方法研究

传感器与微系统 2024年第7期43卷 11-13页

作者：刘瑛郑华雄任浩罗茹丹宁波中车时代传感技术有限公司浙江宁波315021

在高速磁悬浮列车中,悬浮间隙传感器是高速磁悬浮列车的整个列车控制系统的关键部件,但因其结构复杂,使用量大,工作温度高且振动较大,易出现故障,因此,维护成本高且困难。为了解决该问题,提高维护效率,通过利用齿槽信号、加速度信号和... 详细信息

在高速磁悬浮列车中,悬浮间隙传感器是高速磁悬浮列车的整个列车控制系统的关键部件,但因其结构复杂,使用量大,工作温度高且振动较大,易出现故障,因此,维护成本高且困难。为了解决该问题,提高维护效率,通过利用齿槽信号、加速度信号和间隙信号的相互关系,结合3种信号进行多维度信号判断,提供了一种悬浮间隙传感器的自诊断方法并设计了故障信息输出模式,以达到能准确定位故障信号、降低维护成本的目的。

关键词：自诊断间隙传感器高速磁悬浮列车

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线性霍尔磁传感芯片用引线框架设计

传感器与微系统 2024年第2期43卷 124-126页

作者：叶明盛时亚南李菊萍侯晓伟宁波中车时代传感技术有限公司浙江宁波315021

线性霍尔磁传感芯片的金属引线框架部件在待检测磁场中具有聚磁效应和涡流效应,会干扰待测磁场,使磁场强度偏离真实值,导致检测准确度变差。对含磁组分金属框架和不同结构尺寸的框架进行仿真分析后,得出无磁组分材质及小尺寸结构设计可... 详细信息

线性霍尔磁传感芯片的金属引线框架部件在待检测磁场中具有聚磁效应和涡流效应,会干扰待测磁场,使磁场强度偏离真实值,导致检测准确度变差。对含磁组分金属框架和不同结构尺寸的框架进行仿真分析后,得出无磁组分材质及小尺寸结构设计可改善金属框架对待检测磁场的干扰,并且对小尺寸结构框架的施工方案进行分析。最终制备得到一种线性霍尔磁传感芯片,通过自主搭建的环境对芯片进行测试,得到354.8 kHz的带宽值。

关键词：电磁学引线框架磁场仿真涡流效应

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电流传感器的一体化封装技术

传感器与微系统 2024年第2期43卷 65-67,75页

作者：吴明明叶明盛孙炎黄文斌江浩李菊萍宁波中车时代传感技术有限公司浙江宁波315000

为解决传感器制造时组装工序繁杂的难题,采用低压注塑技术,探讨电流传感器一体化封装的可行性。首先,通过仿真对注塑过程中热熔胶填充过程及敏感器件所受应力进行分析;其次,采用自行开发的简易注塑模具对传感器进行封装效果验证;最后,... 详细信息

为解决传感器制造时组装工序繁杂的难题,采用低压注塑技术,探讨电流传感器一体化封装的可行性。首先,通过仿真对注塑过程中热熔胶填充过程及敏感器件所受应力进行分析;其次,采用自行开发的简易注塑模具对传感器进行封装效果验证;最后,完成了传感器的可靠性测试。测试结果表明,低压注塑技术应用于电流传感器封装具备较强的可行性,这为实现传感器大批量封装制造提供了参考依据。

关键词：低压注塑应力一体化封装电流传感器

环境温度-湿度对NiCuZn软磁铁氧体型高频电流传感器性能的影响研究

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中国测试 2024年第4期50卷 180-186,200页

作者：陈川张强曹正锋国家电网公司电力智能传感技术实验室北京102209 国网智能电网研究院有限公司电力传感技术研究所北京102209 重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065

高频电流法是检测电力电缆局部放电的重要手段,依据高频电流传感器磁芯的传输阻抗值可以判断局部放电是否发生以及局部放电的位置。电力电缆的服役环境较为复杂,环境温度和湿度变化较大,对磁芯的传输阻抗有很大的影响。目前,关于温度-... 详细信息

高频电流法是检测电力电缆局部放电的重要手段,依据高频电流传感器磁芯的传输阻抗值可以判断局部放电是否发生以及局部放电的位置。电力电缆的服役环境较为复杂,环境温度和湿度变化较大,对磁芯的传输阻抗有很大的影响。目前,关于温度-湿度对磁芯性能的影响研究还未见报道。有鉴于此,基于固相反应法制备NiCuZn软磁铁氧体型高频电流传感器磁芯,测试起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率,重点研究不同温度和湿度下,NiCuZn软磁铁氧体传输阻抗的变化规律,测试温度循环变化下磁芯的传输阻抗值变化,并利用能谱仪(EDS)对实验后的磁芯主要化学成分进行表征,分析相关机理。实验结果表明:环境温度和湿度对铁氧体材料的性能影响非常显著,尤其当频率在60~100 MHz之间时,传输阻抗值最多降低约92%。

关键词：软磁铁氧体局部放电传输阻抗 NiCuZn

应用于压电能量收集系统的快速MPPT算法研究

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微电子学 2024年

作者：李春龙黄辉鞠登峰郭经红吴雪峰范世全国网智能电网研究院有限公司国家电网公司电力智能传感技术实验室国网浙江省电力有限公司金华供电公司西安交通大学微电子学院

环境中存在各种类型的能量，不同能量的特性不同，为了能够高效地收集利用环境中的各种形式能量，这就需要设计能够快速实现最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）的能量收集系统。基于此，本文以压电能量源为例，提出... 详细信息

环境中存在各种类型的能量，不同能量的特性不同，为了能够高效地收集利用环境中的各种形式能量，这就需要设计能够快速实现最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）的能量收集系统。基于此，本文以压电能量源为例，提出了一种快速、高精度的MPPT算法。根据压电能量源的最大功率点位于其开路电压二分之一处的特性，本文首先设计了一种开路电压快速检测电路，可在1/4周期内获取开路电压，并快速计算出最大功率点的位置；在此基础上设计实现了一种基于区间搜索的快速高精度MPPT算法，使得能量收集系统既具有快速瞬态响应能力，又能保持较高的功率点追踪精度。最后，采用0.18 μm标准CMOS工艺完成了电路设计和版图绘制，后仿真结果显示：系统可在1/4周期内完成开路电压检测，功率点追踪时间仅需15.32 ms，最大追踪精度可达98%。

关键词：能量收集压电能量源最大功率点追踪区间搜索快速瞬态响应

基于弱光纤光栅阵列的变电站超长GIS设备沉降监测研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：朱悦林朱贵池王宁王霄罗新飞徐石肖卓君李少鹏文泓桥浙江静远电力实业有限公司武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室国网浙江省电力有限公司超高压分公司

随着气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear, GIS）在变电站内的广泛使用，设备基础沉降对设备的安全影响受到越来越多的关注。采用光纤监测具有显著优势，首先弱光栅阵列技术使得光纤传感器实现了规模化部署，并具备灵活性和扩... 详细信息

随着气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear, GIS）在变电站内的广泛使用，设备基础沉降对设备的安全影响受到越来越多的关注。采用光纤监测具有显著优势，首先弱光栅阵列技术使得光纤传感器实现了规模化部署，并具备灵活性和扩展性，其次，光纤具备卓越的抗电磁干扰能力，在高压环境中展现出独特的稳定性和可靠性。基于此，本文将弱光栅（WFBG）静力水准仪和应变传感光缆结合以实现对GIS设备的安全监测，前者实现竖直方向上的沉降监测，后者实现水平方向上的位移监测。静力水准仪和应变传感光缆均采用弱光栅作为敏感元件，以时分复用的方式进行组网，实现对超长GIS设备基础的长期实时沉降监测。该系统被应用到±800kV特高压换流站中的GIS设备基础沉降监测，系统包括33只WFBG静力水准仪和325只弱光栅应变传感器，已获取的两个月的监测数据与人工观测数据相符，表明在相关结构监测中具有良好的应用价值。

关键词：光纤传感沉降监测气体绝缘开关设备弱光栅静力水准仪弱光栅阵列

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提升TO94封装可靠性的研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第3期 49-52页

作者：时亚南叶明盛侯晓伟宁波中车时代传感技术有限公司浙江宁波315021

TO94封装类型芯片在实际应用环境中极易发生可靠性失效问题,进而引起功能模块的异常。本文结合物理模型分析了封装可靠性失效现象的产生机理,并从物料、结构、工艺等方面对封装设计和施工提出了具体可实施的改善方案,针对等离子清洗工... 详细信息

TO94封装类型芯片在实际应用环境中极易发生可靠性失效问题,进而引起功能模块的异常。本文结合物理模型分析了封装可靠性失效现象的产生机理,并从物料、结构、工艺等方面对封装设计和施工提出了具体可实施的改善方案,针对等离子清洗工序效果提供了清洗前后水滴角的改善对比数据,最后对塑封芯片可靠性提升的方案进行了总结和展望。

关键词： TO94封装失效模型失效现象可靠性提升

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电子硅胶对霍尔芯片性能改善的研究

传感器世界 2024年第5期30卷 18-21,31页

作者：时亚南郑华雄吕阳关克宁波中车时代传感技术有限公司浙江宁波315021

封装结构应力失衡导致的霍尔芯片形变会造成霍尔灵敏度温漂和零点输出等性能变差。通过在芯片和塑封体之间增加电子保护硅胶层,可优化形变问题,使相关性能得到改善。首先测得电子硅胶和环氧塑封料的热膨胀系数,利用仿真软件计算得到2组... 详细信息

封装结构应力失衡导致的霍尔芯片形变会造成霍尔灵敏度温漂和零点输出等性能变差。通过在芯片和塑封体之间增加电子保护硅胶层,可优化形变问题,使相关性能得到改善。首先测得电子硅胶和环氧塑封料的热膨胀系数,利用仿真软件计算得到2组芯片(有电子硅胶组和对照组)霍尔元件所受应力值,然后对制备得到的2组芯片实物进行云纹测试、超声扫描和电性能测试。结果表明,有电子硅胶芯片在实验温度区间翘曲度变化更加收敛,可靠性试验后,声扫没有分层失效问题;灵敏度温漂测试数据表明,有电子硅胶组在各温度点都有更好的收敛性,在45℃时收敛改善最为明显,标准差值从6.40改善至2.32;零点输出数据表明,有电子硅胶组在各温度点数据更接近目标值(2.5mV),其均值与目标差值从1.6E-3提升至1.2E-3。

关键词：电子硅胶霍尔芯片应力缓冲电性改善