电工电能新技术

作者：杨洋1,3， 许晓彦1， 刘鹏2,3， 李伟2,4

单位：1.上海海事大学物流工程学院， 上海 201306；
2.华东交通大学电气与自动化工程学院， 江西 南昌 330013；
3.中科伟博苏州智能科技有限公司， 江苏 苏州 215600；
4.中国科学院上海微系统与信息技术研究所， 上海 200050

关键词：高压电缆监测, 传感器自供电, 非闭合式磁心, 磁感应取电模块, 功率密度

基金：国家自然科学基金项目（62075232、 62005305）、 上海市青年科技英才扬帆计划项目（20YF1456800、 18YF1428200）、 江西省03专项（20212ABC03A20）、 上海市科学技术委员会科技创新行动计划项目（19040501700）

为了解决在线监测传感器广泛应用于地下高压交流电缆时的能量供应问题，本文针对电缆附近丰富变化的磁场，设计了非闭合式磁心磁感应取电模块为传感器自供电。通过理论研究和有限元分析仿真建立了磁感应取电模块的功率输出模型，对磁心域的尺寸和形状进行优化设计。并用功率密度概念描述磁心的磁感应取电效率，通过等效可抽动式磁心的应用来提高磁心功率密度。再根据要求对绕在磁心上线圈域的匝数和线径进行设计，并基于谐振原理来提高系统带载能力。最后优化设计出适用于电缆的直角形抽动磁心取电模块。磁感应取电模块感应出的电压通过电能变换管理电路来获得稳定可靠的输出电压，可实现在线监测传感器的电源供应自给自足。

来源：2023年第2期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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