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电流传感器论文：无源光纤直流电流传感器的研究 【中文摘要】直流输电技术较交流输电存在很多的优势,已经成为当今发展的必然趋势,直流电流传感器是实现直流输电技术的关键环节,因此对其性能提出很高的要求。随着电网电压运行等级的提高和电力系统容量的扩大,传统的电磁式传感器表现出越来越多的缺点,不能够满足电网自动化和数字化的发展需求,新型直流电流传感器取代传统传感器已经成为发展的必然趋势。有源式光纤电流传感器是新型电流传感器中的一种,它的技术比较成熟,方案可行性较大,但是其传感头部分必须要用电子或光电元件,要有电源供电,涉及到高压隔离问题,使电功率提供出现困难。基于此本文提出一种新的直流电流传感器的设计方案-测温式直流电流传感器。它是一种基于薄膜传感技术的新型方案,将薄膜技术和测温技术有机的结合起来,高压侧不需要电子元器件,避免了使用低压电源,解决了长期存在的供电难题。光纤测温技术已经是一项非常成熟的技术.,薄膜传感技术具有小型化、低成本的优点,已经成为近年来研究的一个热点,因此本方案具有技术优势。本文针对系统的主要功能部件-薄膜电阻,提出了两种新的设计方案,建立了薄膜电阻的数学模型,利用ANSYS软件进行了参数设计,得到了最终所能达到的技术指标,解决了薄膜电阻... 【英文摘要】HVDC has more advantages than HVAC, so it has become the focus of the development. DC current sensor is the key of HVDC, so the high performance is demanded. With the increasing of voltage network level and the expansion of power system capacity, the traditional transformer shows more and more shortcomings. It can not meet the development demand of automation and digitization, so it is the inevitable trend that the new DC current transformer replaces the traditional one. Active optical current transformer i... 【关键词】电流传感器 光纤 薄膜传感 【英文关键词】Current Sensor Optical Fiber Thin Film Sensing 【目录】无源光纤直流电流传感器的研究 摘要 5-6 Abstract 6 第一章 绪论 9-15 1.1 高压直流输电的技术优势及应用现状 9-10 1.2 直流电流互感器的发展现状 10-14 1.2.1 传统直流电流互感器 10-11 1.2.2 光学直流电流互感器 11-14 1.3 测温式直流电流互感器 14-15 第二章 薄膜传热的基本原理 15-19 2.1 温度场 15 2.2 热量传递方式 15-16 2.3 传热基本定律 16-17 2.4 热传导方程及其定解条件 17-19 第三章 薄膜传感器的设计 19-46 3.1 薄膜热传导的研究 19-21 3.2 第一种模型薄膜电阻的仿真分析 21-25 3.2.1 改变薄膜金属厚度的动态响应曲线 23-24 3.2.2 改变衬底厚度的动态响应曲线 24-25 3.3 第二种模型的仿真分析和理论研究 25-34 3.3.1 改变薄膜金属输入功率的动态响应曲线 25-27 3.3.2 改变薄膜金属厚度的动态响应曲线 27-28 3.3.3 改变薄膜金属材料特性的动态响应曲线 28-30 3.3.4 改变对流换热系数的动态响应曲线 30-31 3.3.5 模型二的理论研究 31-32 3.3.6 模型二的最终设计方案 32-34 3.4 第三种模型的仿真分析和理论研究 34-46 3.4.1 改变薄膜金属厚度的仿真分析 35-36 3.4.2 改变衬底厚度的仿真分析 36 3.4.3 衬底材料优化的仿真分析 36-39 3.4.4 散热片尺寸的仿真分析 39-41 3.4.5 模型三的理论研究 41-42 3.4.6 模型三最终设计方案 42-46 第四章 直流电流互感器高压端的研究 46-52 4.1 分流器的设计 46-48 4.2 热光转换分析 48-52 第五章 实验研究 52-61 5.1 薄膜电阻的验证实验 52-57 5.1.1 薄膜电阻的制作工艺 52 5.1.2 薄膜电阻的实验方案 52-54 5.1.3 薄膜电阻的实验数据处理方