特殊行波传感器及信号调理电路的设计

2011级本科生毕业设计课题
指导老师： 汪志成 日期： 年 月 日 拟选报同学登记：
课题
名称 特殊行波传感器及信号调理电路的设计
所需 人数 2
课题设
计要求 1、介绍C 型行波测距法原理；
2、分析行波频谱；
3、设计特殊行波传感器，要求适用于牵引网故障测距；
4、设计信号调理电路，滤除干扰信号。

课题
内容
本课题在调研国内外行波测距技术的基础上，熟悉C 型行波测距法的原理，在现
有实验装置条件下，对测试数据进行频谱分析，获取干扰信号的频谱，提出滤波器的设计参数，采用切比雪夫滤波器的结构设计有针对性的滤波器，滤除干扰信号，获取
干净的行波信号，以便于精确的行波测距定位。

评分 标准
毕业设计按照课题内容的完成情况评分：
1分解课题设计要求，收集、阅读和整理相关资料，撰写文献综述和开题报告；（20%）
2.掌握C 型行波测距法基本原理；（10%）
3.掌握频谱分析方法；（10%）
4.根据设计要求，研制特殊行波信号传感器；（30%）
5.实现设计要求的每一个功能，完成特殊行波信号传感器的设计。

（30%）
5．3 特殊的故障行波信号传感器
行波信号传感器是各种行波法定位的关键技术，它的设计要求是：第一是安全，应和高电压可靠地隔离，须特别注意接地技术。

第二高频响应应在几MHz 以上，这是由瞬态行波特征所决定的。

第三输出信号应该是低电压、小电流的，这是因为后接设备为弱电类型。

特殊的故障行波信号传感器如图6所示
图6 行波信号传感器圈原理
它类似一个电流互感器，安置在图4中高压脉冲发生器端。

由于电感可以很小，分布电容也很小，它的高频响应可以很高。

根据电磁感应原理，只要行波强脉冲电流所产生的变化磁场的磁力线穿过线圈中间，就会产生感应电动势u c
(2)2c c c nA d dB di u nA dt dt r dt
μφπ===⋅ 式中，φ——磁通量；
Β——磁感应强度；
μ——磁导率；
n ——线圈框数；
A c ——线圈截面积；
r ——线圈与馈线距离；
i ——行波信号拾取线电流。

从实际情况看，在现代复杂电网中某些操作也会在电网内产生为数众多的行波，但它的电流变化率要比故障行波慢得多；此传感器电流变化率越大它的灵敏度越高，有利于拾取故障行波电流，抑制干扰行波。

图6中，行波信号拾取线是和线圈垂直；改变线圈框数，调整距离远近等，就可改变感应电压的大小。

这种行波信号传感器制作是容易的，成本是低廉的，调整是方便的；虽然它的灵敏度很低，但因故障脉冲行波电流很大，依然可获得足够的感应电流。

真空中磁导率μ是很小的，采用铁磁材料可显著提高灵敏度。

行波信号拾取线
传感器。