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“宽带大电流测量仪开发与应用”项目获批国家重大科学仪器设备开发专项

由中国计量科学研究院牵头, 北京世维通科技发展有限公司、长飞光纤光缆股份有限公司、长沙天恒测控技术有限公司、中国电力科学研究院、北京东方计量测试研究所、湖南省计量检测研究院、北京航空航天大学、华中科技大学等多家企业、计量机构及高等院校参与的国家重大科学仪器设备开发专项“宽带大电流测量仪开发与应用”已于2016年立项启动。项目将完成DC~1MHz, 10A~300k A国产化高精度宽带大电流测量仪的自主研发、应用示范、工程化及产业化开发, 深度解决工业、国防及重大科研领域宽带大电流计量、校准和溯源难题, 提升我国高端科学仪器的自主装备能力。

宽带大电流计量技术在冶金、电力、国防军工及重大科学研究领域应用广泛。由于电流大、生产连续、环境特殊, 在线校准需要采用特殊的大电流计量仪器, 如高精度、抗干扰、便携等。长期以来, 由于缺少合适的计量仪器作为传递标准, 造成工业现场的大电流无法有效溯源到国家计量基准, 导致行业用电效率无法比较, 高压直流输电系统直流电流测量装置宽频测量特性无法保证, 高频电流传感器完全依赖进口。

本项目着眼于宽带大电流现场校准的迫切需求, 综合采用磁光、电磁测量原理, 自主研发光纤宽带大电流测量仪、宽带电流互感器/比较仪、高频电流传感器等3类高精度宽带大电流测量仪器及其校准装置, 突破从核心部件到整机全链条国产化替代和性能提升的技术瓶颈, 使仪器性能达到国际先进水平, 并在冶金、电力、国防军工等典型领域示范应用, 配套制定计量技术法规, 构建宽带大电流现场校准、溯源及量值传递体系, 推动解决行业计量难题, 为国家节能减排、电力安全生产、国防军工大型装备研发及质控、大科学装置前沿研究提供有力的计量保障。

目前, 3类宽带大电流测量仪的研究正在有序推进。光纤宽带大电流测量仪已完成核心功能验证, 正在开展仪器化设计和环境适应性提升等工作。打破国际技术垄断, 自主研发了基于在线旋转拉丝工艺的熊猫型椭圆双折射光纤, 性能水平接近国外同类产品, 实现了光纤宽带大电流测量仪核心传感元件的国产化。完成了100A宽带电流互感器/比较仪原理样机的研制, 正在开展量程扩展研究。完成了10A、1MHz高频电流传感器的原理样机研制, 正在进行性能测试及优化设计工作。

宽带大电流测量仪配套的校准装置也在同期开展研究。直流、工频300k A光纤宽带大电流测量仪校准能力, 5k A高压直流输电直流测量装置宽频测量特性现场校准能力、100k A脉冲电流校准能力以及宽频电流传感器校准能力正在建设之中。另外, 本项目相关的国家及行业宽带大电流校准及试验规范也已申请立项。

作者:邵海明 李传生 梁波 林飞鹏 王立新
中国计量科学研究院

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