智能化中压开关柜在线监测和传感器专业技术
智能配电网中智能中压开关柜关键技术研究
智能配电网中智能中压开关柜关键技术研究1. 引言1.1 研究背景现代社会的电力需求不断增长，传统的配电网面临着日益严重的挑战，如供电可靠性低、效率不高、安全隐患多等问题。
为了解决这些问题，智能配电网应运而生，其核心是智能中压开关柜。
智能中压开关柜作为配电网的重要组成部分，具有智能化、自动化、网络化等特点，能够实现对电力系统的精准监测、远程控制和故障诊断，提高了配电网的安全性、可靠性和经济性。
目前我国智能中压开关柜的发展尚处于起步阶段，技术水平相对落后，存在许多亟待解决的问题。
面对新的发展机遇和挑战，深入研究智能中压开关柜的关键技术，尤其是远程通信技术和故障诊断技术，已成为当前研究的重要课题。
开展智能中压开关柜关键技术的研究，对于推动我国配电网技术的升级和提升整体电力系统的运行效率具有重要的意义。
【研究背景】1.2 研究意义【研究意义】解析智能中压开关柜的关键技术对智能配电网的发展具有重要意义。
智能中压开关柜是智能配电网中的重要组成部分，其负责管理中压电网的运行和保障电网运行的安全可靠性。
在传统的电力系统中，中压开关柜主要是靠人工操作进行控制和监测，存在着人为因素导致的操作失误和效率低下的问题。
而智能中压开关柜采用先进的信息通信技术和智能控制技术，能够实现远程监测、远程控制和智能诊断，大大提高了电网的运行效率和可靠性。
通过研究智能中压开关柜的关键技术，可以优化电网的运行管理，提高供电质量和稳定性，减少电力损耗和故障率，降低维护成本，推动电力系统向智能、高效、可靠的方向发展。
智能中压开关柜的研究还将促进电力信息化和智能化的发展，推动能源革命和智能电网建设。
深入研究智能中压开关柜的关键技术具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
1.3 研究目的研究目的是为了探究智能配电网中智能中压开关柜关键技术的发展现状和未来趋势，为智能配电网的建设和运行提供技术支持。
通过对智能中压开关柜的研究，可以提高电网运行的智能化水平，实现电力系统的安全、高效、可靠运行。
开关柜温度在线监测方案V2.0
开关柜温度在线监测技术方案珠海一多监测科技有限公司二〇一七年十二月目录1 概述 (1)2 监测范围 (1)3 总体方案 (1)3.1 系统拓扑图 (2)3.2 监控中心 (2)3.3 通讯方案 (2)4 传感器配置 (3)4.1 配置原则 (3)4.2 现场安装 (3)4.2.1 高压开关柜 (3)5 主要监测设备 (5)5.1 复合型无源无线电气量传感器 (5)5.2 测温接收模块 (7)5.2.1 接收模块功能 (7)5.3 监测工作站 (8)6 系统功能 (8)6.1 主要功能 (8)6.2 历史分析 (10)6.3 智能告警 (11)开关柜温度在线监测1概述开关柜是变电站的主要设备之一，在整个电力系统安全运行中起着举足轻重的作用。
开关柜事故起因多为开关柜动触头、静触头、电缆接头、等处的虚接、材料老化、磨损、过载等原因造成接触电阻过大，运行中过热，最后导致绝缘烧损，形成线间或相间短路，瞬间引发火灾。
传统对开关柜的监测主要采用定期人工巡检方式。
由于巡检间隔时间长，受人为因素影响大，且无法检查设备内部接点的温升情况，已无法满足供电可靠性的要求，无法适应现代变电设备的运行管理的需求，因此急需对现行的预防性维修制进行根本的变革，其发展方向必然是采用在线监测及诊断技术。
珠海一多监测科技有限公司是设备状态监测行业的领先企业，针对开关柜接点温度监测的需要，推出的开关柜温度在线监测系统，对开关柜动触头、静触头、电缆接头等容易发生异常温升的部位，采用接触式温度传感器实时检测被测点温度，解决设备带电运行状态下温度在线监测问题。
2监测范围本项目对高压开关柜的接点温升状况和负载电流进行在线监测。
监测数据通过就地集中显示装置集中接收后再上传到控制室。
3总体方案开关柜温度在线监测系统具有电气接点温度和负载电流在线监测功能，主要在线监测开关柜断路器一次插头、电缆接头等电气连接部位的温度和电流。
监测数据采用无线传输的方式集中接收后上传到监控室进行集中监控，实时监测和预警。
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术（三篇）
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一，用于控制和保护电力系统中的电器设备。
其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。
本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。
高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测，并通过远程通信技术传输到监控中心，进行实时分析和监控。
其主要包括以下几个方面的内容：第一，温度监测。
高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量，如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。
因此，通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测，可以及时发现异常情况并进行预警。
第二，电流监测。
高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据，通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测，可以掌握设备的运行状态，提前预防设备过载或短路等故障的发生。
第三，压力监测。
高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数，通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测，可以及时发现气体泄漏或压力异常，防止设备损坏或发生爆炸等事故。
第四，湿度监测。
高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性，通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测，可以及时发现湿度过高或过低的情况，采取相应的措施保障设备的正常运行。
高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号，判断设备是否存在故障，并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。
其主要包括以下几个方面的内容：第一，振动分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号，通过对振动信号进行分析，可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。
第二，红外热像技术。
通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄，可以观察设备局部温度分布情况，通过温度异常点的识别和定位，判断设备是否存在故障。
第三，气体分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的气体，通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析，可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度依赖电力的社会中，电气设备的稳定运行至关重要。
为了确保电气设备的可靠性和安全性，减少故障停机时间，提高生产效率，电气设备的在线监测技术应运而生。
这一技术如同为电气设备配备了一位实时的“健康卫士”，能够及时发现潜在的问题，为设备的正常运行保驾护航。
电气设备在线监测技术的基本原理，是通过各种传感器和检测手段，实时获取设备运行过程中的各种参数和状态信息，然后对这些数据进行分析和处理，以判断设备是否处于正常状态。
这些参数和状态信息包括但不限于电压、电流、功率、温度、湿度、局部放电等。
其中，温度监测是一项非常重要的指标。
过高的温度往往是设备故障的前兆。
例如，变压器的绕组温度如果持续升高，可能意味着其内部存在短路或过载等问题。
通过在关键部位安装温度传感器，如热电偶或红外传感器，可以实时监测温度的变化情况。
湿度监测对于在潮湿环境中运行的电气设备也具有重要意义。
湿度过高可能导致设备的绝缘性能下降，从而增加漏电和短路的风险。
而局部放电监测则能够发现设备内部的绝缘缺陷。
局部放电虽然在初期可能不会对设备的运行产生明显影响，但如果不及时处理，会逐渐发展成为严重的故障。
在实际应用中，电气设备在线监测技术面临着一些挑战。
首先是传感器的精度和可靠性。
传感器需要能够准确地获取各种参数，并且在恶劣的工作环境中保持稳定的性能。
其次是数据传输和处理的问题。
大量的监测数据需要快速、准确地传输到监测中心，并进行有效的分析和处理。
这对数据传输网络和分析软件提出了很高的要求。
另外，干扰信号的排除也是一个难题。
在实际的工作环境中，存在着各种各样的电磁干扰，这些干扰可能会影响监测数据的准确性。
因此，需要采用有效的信号处理技术来去除干扰，提取有用的信息。
为了应对这些挑战，科研人员和工程技术人员不断进行创新和改进。
在传感器方面，研发出了具有更高精度和稳定性的新型传感器，并且采用了智能化的校准和补偿技术，以提高传感器的性能。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度工业化和信息化的时代，电气设备的稳定运行对于各个领域的生产和生活至关重要。
从电力系统中的大型变压器、开关柜，到工业生产中的电动机、变频器，电气设备的可靠性直接影响着整个系统的性能和安全。
为了确保电气设备的正常运行，减少故障停机时间，提高设备的利用率和寿命，电气设备的在线监测技术应运而生。
电气设备在线监测技术是指利用各种传感器、数据采集设备和分析软件，实时获取电气设备的运行状态信息，并对这些信息进行分析和处理，以判断设备是否存在故障隐患或异常情况。
与传统的定期检修方式相比，在线监测技术具有实时性、连续性、准确性和预防性等优点，可以及时发现设备的早期故障，为设备的维护和管理提供科学依据。
一、在线监测技术的基本原理电气设备在线监测技术的基本原理是基于各种物理量的测量和分析。
例如，通过测量电气设备的电流、电压、功率因数、温度、湿度等参数，可以了解设备的运行工况；通过检测设备的局部放电、绝缘电阻、泄漏电流等信号，可以评估设备的绝缘性能；通过监测设备的振动、噪声等信号，可以判断设备的机械部件是否正常。
传感器是在线监测系统的关键部件之一，其性能直接影响着监测数据的准确性和可靠性。
目前常用的传感器包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、湿度传感器、局部放电传感器、振动传感器等。
这些传感器将测量到的物理量转换为电信号，然后通过数据采集设备进行采集和处理。
数据采集设备通常包括数据采集卡、前置放大器、滤波器等，其作用是将传感器输出的电信号进行调理、放大、滤波和数字化，以便后续的分析和处理。
数据采集设备的采样频率、分辨率和精度等参数对于监测数据的质量具有重要影响。
二、在线监测技术的关键技术1、信号处理与分析技术在线监测系统采集到的信号往往包含大量的噪声和干扰，因此需要采用有效的信号处理和分析技术来提取有用的信息。
常用的信号处理方法包括滤波、降噪、时频分析、特征提取等。
例如，通过小波变换可以对非平稳信号进行时频分析，有效地提取局部放电信号的特征；通过主成分分析可以对多变量数据进行降维处理，提取主要的特征信息。
高压开关柜的智能预警和数据监控技术研究
高压开关柜的智能预警和数据监控技术研究高压开关柜作为电力系统中重要的电气设备，承担着电能分配和传输的关键作用。
为了确保电力系统的安全运行，提高设备的可靠性和稳定性，智能预警和数据监控技术在高压开关柜中得到了广泛的应用与研究。
智能预警技术是基于传感器和网络通信技术，通过实时监测和分析开关柜内外的各种参数，可以提前预知潜在的故障和异常状态，及时采取措施进行维修和保养。
常见的智能预警技术包括温度监测、湿度监测、气体监测、振动监测等。
温度监测是智能预警技术中最常用的一种。
开关柜内部温度的异常升高往往是电路过载、接触电阻增加、设备损坏等故障的先兆信号。
通过布置温度传感器并利用数据监控系统实时监测开关柜内部的温度变化，可以及时采取措施排查问题，并在需要时对相关部件进行维修或更换。
湿度监测也是一种非常重要的技术。
开关柜内部湿度过高会导致绝缘材料受潮、电器元件腐蚀等问题，增加故障发生的概率。
通过湿度传感器对开关柜内部湿度变化进行实时监测，并与预设的阈值进行比较，当湿度超过预设值时，系统可以发出报警信息，及时采取措施加以处理，以防止潜在故障的发生。
气体监测技术主要应用于检测和分析开关柜内部的挥发性有机物、硫化氢、二氧化碳等气体的浓度。
当开关柜内部出现故障时，会产生大量的异常气体，而这些气体的浓度的变化可以作为故障预警的重要指标。
通过安装气体传感器和数据监控系统，可以实时监测气体浓度的变化，并及时报警或记录，以提高开关柜的安全性和可靠性。
振动监测技术可以检测出开关柜内部的机械运动或其他异常振动情况。
这些振动往往是由于设备松动、接触不良或故障引起的。
通过安装加速度计等传感器，并将其与数据监控系统连接，可以实时采集振动数据，并进行分析和判断。
一旦检测到异常振动，系统将立即发出警报，以便进行相关维修工作。
除了智能预警技术外，数据监控技术在高压开关柜中也起到了至关重要的作用。
通过将各种传感器采集的数据上传到云平台或数据中心，可以实现对开关柜状态的远程监控和分析。
00高压开关柜温度在线监测装置技术规范书(通用部分)
哇螟麟鲤（通用部分）版本号.•川版编号：中国南器鬻黑任公司本技术规范书对应的专用部分目录目录1 总则 (1)2 工作范围 (1)2.1 工程概况 (1)2.2 范围和界限 (I)2.3 技术文件 (2)3 应遵循的主®S准 (2)4 使用条件 (3)4.1正常工作条件 (3)4.2特殊工作条件 (4)5 技术要求 (4)5.1接入安全性要求 (4)5.2装置要求 (4)5.3性能要求 (5)5.4通信功能 (5)5.5绝缘性能 (5)5.6电磁兼容性能 (7)5.7环境适应性能 (7)5.8机械性能 (8)5.9外壳防护性能 (8)5.10连续通电 (8)5. 11可靠性 (9)6. 12装置寿命 (9)7. 13结构和外观 (9)6 试验项目及要求 (9)6.1 1试验环境 (9)6.2 通用技术条件试验.......................................................... IO6.3 测量有效性试验............................................................ IO6.4 接入安全性检查............................................................ IO6.5 通信及一致性试验.......................................................... IO6.6 绝缘性能试验 (I1)6.7 电磁兼容性能试验 (I1)6.8 环境适应性能试验 (13)6.9 机械性能试验 (14)6.10 10外壳防护性能试验 (15)6.11 11连续通电试验 (15)6.12 12结构和外观检查 (15)7 检验规则 (15)7.1 1型式试验（委托试验） (16)7.2 出厂试验 (17)7.3 送样检测试验 (17)7.4 交接试验 (17)7.5 运行中试验 (17)8 技术联络、技术培训及售后服务 (17)1.1 1技术联络 (17)1.2 技术培训 (18)1.3 3售后月艮务 (18)9标志、包装、运输、贮存 (18)1.4 1标志 (18)9.2 包装 (19)9.3 运输 (19)9.4 贮存 (19)1总则1.1本技术规范书适用于中国南方电网公司采购的高压开关柜温度在线监测装置，它提出了该类装置的功能设计、结构、性能、软、硬件、安装和试验等方面的技术要求。
中压开关柜的智能化改造与研究
中压开关柜的智能化改造与研究摘要智能电网概念已经深入社会经济及生活之中，实现智能电网的关键所在是配电网自动化，而实现配电网自动化的关键点之一就是实现中压开关设备的智能化。
智能化中压开关设备具有多功能、性能好、运行可靠的特点，可以实现自诊断和自动控制性能，并具有网络遥控、遥测等通信能力，同时能提高状态检修的时间，提高电能质量、减少运行维护成本，能够符合未来智能电网发展的要求。
本文主要介绍了智能化技术在开关柜改造中的应用以及开关柜智能化研究的未来发展方向。
关键词开关柜；智能化技术；改造与研究中图分类号tm591 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）85-0032-021 概述回顾智能化开关设备技术的发展，早在20世纪90年代日本某开关柜生产企业便将电子式保护装置，可编程序控制器（plc），操作回路故障检测，双金属片母线测温装置等设备综合应用在开关柜上，实现了对开关柜工作状态的多方位监控。
基于当时技术的限制，早期的智能开关设备更多使用了定性检测方式，适应性差且设备集中度也相对较低。
近年来，随着微电子技术、传感器技术等的蓬勃发展，伴随着物联网概念的提出，新的电力设备通讯规约的制定，智能化开关设备得到了空前发展。
目前，国内许多开关柜生产厂家都有在智能化开关设备领域进行尝试，也发展了众多的设备和应用方案。
智能化开关柜是在普通开关柜基础上，大范围的利用计算机、网络通讯、数字模拟信号处理以及传感器等技术的最新研究结果，通过网络电力仪表、智能检测设备、新型智能化断路器、微机智能保护等设备，达到了对功率、功率因数、电压、电流、频率、电能计量等电气数据参数以及对断路器的分合状态、手车的位置、开关柜的温湿度信息、故障信息进行监视；对断路器和接地刀的分合状态、手车位置和开关柜的温湿度进行控制，通过网络通讯接口与中央控制室的计算机系统联网，实现无人值守和远程监控功能。
2 中压开关柜的智能化技术改造过程2.1 操作的自动化这是智能化的初级阶段，这是中压开关柜实现智能化的基础。
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智能化中压开关柜的在线监测和传感器技术1 概述现代电网发展趋势是大容量，高电压。
国外输变电设备电压已达到1000KV，我国从八十年代开始进入大电网，超高压时期，输变电设备电压已达500KV，最近开始西北地区黄河上游水电深度开发，国家电力公司已批准第一条750KV输电线路。
现代电网发展的第二个特点是小型、紧凑化。
由于信息社会进一步发展，大城市对电力的需求持续增加，必须把高电压深入到城市中心，才能满足这种持续增长的需要及减少输电损耗。
日本已将500KV系统引入城市中心部位，由于城市中心人口密集，变电站等电力设备的建设用地受到限制，所以建设了地下变电站，它处于高层建筑地下，有效地利用了空间。
现代电网发展的第三个特点是配电系统自动化（即电网运行的保护、控制、监测、故障预测、通讯和记录的自动化）及高可靠性。
高压开关设备是输配电网的主要设备，配电自动化与一次设备开关密切相关，配电网自动将故障地段自动隔离，继续对非故障地区供电，和网络系统优化，都是通过计算机分析后计算，最后对一次设备开关进行远方操作来实现。
因此为了满足配电自动化及可靠供电，一次开关应具有传统电器难以实现的功能。
1. 微处理机控制测量技术（a）数字化控制测量技术（b）功能一体化（c）控制、保护智能化（d）网络化2. 高压开关设备的在线监测功能（a）开断电流加权累计，即统计∑αI值（b）合分闸线圈电流波形监测（c）监测行程及合、分速度（d）气体断路器的内压力（e）母线连接处的异常温升报警2 开关设备的传感器传感器是一种装置，它能将运行中的开关设备的电量和非电量转换成可以测量的电量，然后经过分析处理，使开关设备完成保护功能及高可靠运行。
2.1 电流和电压测量保护用传感器；由于数字式继电保护器需要极小的输入功率，可以使用非耗能型传感器。
（a）电阻式分压传感器或电容式分压传感器（b）罗柯夫斯基线圈电流传感器或小信号电流传感器2.2 非电量转换成电量的传感器（a）温度（b）压力/ 密度（c）位移或旋转角度（d）弧光（e）湿度（f）位置2.3 智能化配电开关的传感器组件一方面为满足配电自动化需求及本身高可靠、免维护要求，开关装置必须具有多种多样的功能及专用功能，另一方面严峻的成本又使该装置，调试过程都要优化，降低成本，增加功能及更多的使用成本极低的微处理机和存储器。
例如，通过一次侧电流电压测量，借助计算软件，完成各种电气量显示及保护功能，通过断路器分合闸状态测量，由软件完成连锁功能，完成电量（电流和电压）和非电量转换的各种传感器应具有与电子器件相匹配的输出接口（见图2-1）。
智能化控制系统及在线诊断系统组成的电子器件模块及软件完成断路器的运行控制及状态管理。
传感器被安装在开关装置及断路器的合适位置，分布地点可分散，传感器所处电路可以是高电位，也可能处于低电位，而智能控制系统及在线诊断系统一般置于开关装置仪表箱（低电位）。
所以监视的状态量或电流、电压量就地转换成光信号，经过光纤传输到在线诊断系统及智能控制系统中处理、分析，不但解决了不同电位的信号传递问题，利用光纤传输还可以提高抗干扰能力。
例如，将温度传感器置于发热的高电位导体上，就地将温度转换成光信号，经光纤传递到处于地电位的监视、分析系统。
图2-1 智能化电器中的传感技术3 电流和电压测量传感器3.1 电阻分压器与电容分压器3.1.1 电阻式电压分压器(图3-1)由于测量系统输入阻抗一般为1M Ω以上，因此它对电阻式电压分压器影响极小，如果是12KV 或40.5KV 系统，完全可利用图3-1所示的电阻式电压分压器，将一次电压变换成5V-10V ，分压比为K ，22121R R R U U K +==;由于测量系统输入阻抗＞1M Ω,所以R 2一般取10K Ω左右,T V是过电压保护装置,一旦出现R 2损坏,可以限制U 2电压升高,保护测量系统。
图3-2显示了德国西门子公司使用的电阻分压器(DUROMER GmbH 型GST10),其参数如下:最大操作电压:12KV 绝缘水平:28/75KV 一次额定电压:10KV/3为了提高电阻分压器的精度,必须采用合理结构及参数。
一般在分压器的高电压端加设高压屏蔽罩,增加高压引线对分压器本体的杂散电容,可以抵消分压器本体对地杂散电容C G 影响。
在低压侧加设低压屏蔽罩则起到控制分压器本体对地杂散电容值。
而且要合理选择R 1大小，如果R 1太小，分压器则会流过更多电流，致使热损耗太大，不利阻值稳定，如果R 1太大，负载回路会影响分压器的分压比。
3.1.2 电容式电压分压器电容式电压分压器的构成见图3-3一次母线与中间电极之间电容C 1，为高压臂；中间电极对地电容及R 2组成低压臂，一般C 2的值很小，因此可求出输出电压:1111112E R C dtdE R C E ⋅⋅⋅=⋅⋅=ω日本三菱电容式分压器(图3-4)的参数： 额定一次电压（Vm ）：3275⋅KV 频率：50HZ ，60HZ 精度：IP级3.2 罗柯夫斯基线圈电流传感器罗柯夫斯基线圈是将导线均匀地绕在一个非铁磁性环形骨架上，一次母线置于线圈中央，因此绕阻线圈与母线之间的电位是隔离的。
如果母线电流I （t ），线圈匝数N ，线圈横截面积S ，线圈半径r ，则在线圈上产生的感生电动势为：dtt dI r S N dt t d t e )(2)()(0⋅⋅⋅-=-=πμϕ ………… （3-1）式中μ是空气（或真空）磁导率。
由罗柯夫斯基线圈测量回路的等效电路图（图3-5，图中：R L 线圈电阻，L 线圈自感，R 0信号电阻），得到：)()()()(0t i R R dt t di Lt e L ⋅++= ………… （3-2） 因此I N L ϕ=，S ⋅=βϕ，H ⋅=0μβ，r IN H π2⋅=，所以:dtt dI N L dtt dI I S B dt dI H IS dt dIr I N I S dt t dI r S N t e )()()2()(2)(000⋅-=⋅⋅-=⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅-=μπμπμ …………(3-3)计算得出)()()()(0t i R R dt t di L dt t dI N L L ⋅-+=⋅-………… （3-4）因为L 很大，即：dt t di L)(>>)()(0t i R R L ⋅+由（4）得出：)()(t i N t I =-………… （3-5） 所以在信号电阻R 0上输出电压为:002)()(R N t I R t i u ⋅-=⋅=一次电流02)()(R t u N t I ⋅-= ………… （3-6）归纳起来罗柯夫斯基线圈电流传感器具有如下特点：（1）在L 很大时，一次电流 02)()(R t u N t I ⋅-= （2）误差: ＜1%，（在补偿情况下可达0.2%）（3）带宽: 从几Hz 到MHz （3）线性范围: 一直到大于短路电流时才饱和3.3 小信号电流互感器常规电流互感器用于运行电流和短路电流时需要使用不同的线圈,以避免铁心饱和。
由于电子技术进步，对被处理信号的能量要求极小，因此可以使用小信号电流互感器完成运行电流和短路电流的转换。
小信号电流互感器等效电路示于图3-6Ω≅1βR ，铁心 μ＞01000μM 是感性耦合4 非电量数字式传感器4.1 温度传感器4.1.1 PN 结温度传感器当P 型半导体材料与N 型半导体材料接触时,在接触面形成PN 结,利用PN 结的温度特性制成的温度传感器称为PN 结温度传感器。
当PN 结上施加电压v,则在PN 中流过电流i,v 与i 存在下面关系：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅⋅+-⋅-=τA B L q i qT k V V G lg lg 2)30.2( …………（4-1）式中 k:波尔兹曼常数 T ：绝对温度 L ：截流子扩散密度 q ：单位电荷（19106.1-⨯库）A ：PN 结的有效横截面积B ：2316108.3T ⨯， τ：截流子寿命 qV G :禁带宽度在一般情况下，[ ]中的项与温度的关系可以忽略，得到KT V V G -≈ ………… （4-2） (4-2)式中K 是系数，在电流一定时，K 是常数，∴v 与T 呈线性关系。
例，PN 结S ，正向电压V 与温度T ，在40～300K 的范围里呈现良好的线性（在电流 i 一定时）。
图4-1是PN 结温度传感器的应用原理图。
4.1.2石英晶体温度传感器天然石英晶体经过特定方向的切割后，可以发现振荡频率与温度有一定关系，采取特殊的切割可以加强这一变化，因此利用f-T 特性可以用来测温。
石英晶体有X ，Y ，Z 三个结晶轴，如切片平面用x ，y 描写，则x 轴Z 轴的夹角为θ，y 轴X 轴的夹角为ϕ，则得到：])()()(1[302000t t C t t B t t A f f t -+-+-+= ………… （4-3）A,B,C 分别为与切割角度有关的常数，与θ、ϕ有关。
f 0是在t 0温度下的振荡频率。
如果满足θ=︒4.9，ϕ=︒6.11则：在-80～250℃范围内 61035-⨯=A /℃，B=C=0， ∴ （4-3）式为：)](1[00t t A f f t -+= ,t f 与t 成正比。
设0t =0℃时，f 0=28.208 MHz ，代入A ，得到频率灵敏度为987.3Hz/℃，即温度变化1℃，频率变化近1000Hz ，分辨率为0.001℃,石英晶体温度传感器在-80～250℃间的基本误差在±（0.04～0.075）℃,稳定性约±0.007℃/每月,故具有相当优越的精确度和稳定比,由于所测量是频率,很容易和计算机配合。
普通Y 切（例如YXL/0°）型的温度传感器非线性比较大，此时A=92.5⨯10-6/℃,B=57.5⨯10-6/℃,C=5.8⨯10-6/℃,非线性度(50±=∆f ℃时): N%=12.5,此时测温范围较宽时,则需要适当的方法减少非线性,其方法之一是分段进行修正。
4.2 压力/密度传感器4.2.1 半导体压力传感器金属应变式传感器的核心元件是金属应变片,应用时将应变片粘贴固定在被测试品的表面,当试品受力变形时,引起应变片电阻值变化,由测量电路将其转换为电压或电流信号输出。
金属应变传感器的固有缺点是灵敏系数较小，所以上世纪五十年代出现了半导体压阻式传感器。
当半导体小条（沿晶轴方向切的小条）沿纵向受到应力δ时，半导体纵向电阻变化为ελδλE==∆ ………… （4-4）式中：λ——半导体晶体纵向系数E ——半导体弹性模量应变引起半导体小条电阻率变化由下式描述：∆≈∆++=∆δμ)21(R R ………… （4-5）式中：μ是材料泊松系数（1+2μ）几何形状变化对电阻影响。