一种用于测量脉冲大电流的新型盘形Rogowski线圈的研究

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Rogowski线圈在高压变频器共模电流测量中的应用

Rogowski线圈在高压变频器共模电流测量中的应用
朱 俊 杰 , 鸣 忠 ,张 晓 锋 ,沈 乔 浙
( 军工 程 大学 电气 与信 息工程 学 院 ,武汉 4 0 3 ) 海 3 0 3
~~~ 一一一 ml曲 一~ ~一 ∞一 ~ ~E 一l 一~ u
摘 要 :针对 霍 尔 电流 传 感 器 与 传 统 电 流 互 感 器 检 测 共 模 电流 存 在 缺 陷 情 况 , 出 一 种 新 型 的 基 于 R g wsi 提 oo k 线 圈 测 量 共 模 电 流 的 方 法 。 以 五 相 H 桥 型 三 电平 逆 变 系 统 共 模 通 路 为 例 , 真 得 到 共 模 电 流 属 于 高 频 脉 冲 仿 电流 。建 立 R g wsi 圈 传 感 头 等 效 回 路 模 型 , 论 上 验 证 了 测 量 方 法 的 可 行 性 。对 电 机 端 单 线 圈 、 波 oo k线 理 滤 器 端 双 线 圈 、 波 器 端 单 线 圈 三 种 共 模 电 流 测 量 方 案 进 行 比较 分 析 , 真 和 实 验 结 果 证 明 了滤 波 器 端 单 线 圈 滤 仿
虑将 两者 结合 。 文 对 五相 H 桥 型 三 电平 逆 变 系 本 统加 以分 析 , 拓扑 结 构 如 图 1所示 。 逆 变器 包 其 该
含 以下几个 重 要组成 部分 : 相 输入 电压 、2脉 波 三 1 整流、 支撑 电容 滤波 、 直流斩 波制 动 、 变部分 。 逆
方案的可行性和正确性 。
关 键 词 : 模 电 流 ; o o s i 圈 ; 相 H 桥 型 三 电 平 逆 变 系 统 ;可 靠 性 共 R gw k 线 五
中图分类号 : TM4 2 5 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 : 0 38 3 (0 0 0 —0 90 1 0 — 9 0 2 1 )4 0 1 — 5

高压平台上的脉冲电流测量

高压平台上的脉冲电流测量

高压平台上的脉冲电流测量作者:邱瑞周长庚罗勇卢彪来源:《现代电子技术》2012年第09期摘要:为了对高压平台上的脉冲电流信号进行测量,设计并制作了一个自积分式Rogowski线圈并通过光电转换,光纤传输等技术,将测量到的信号传输到低压端对信号进行监测。

在对该测量系统进行标定时,脉冲信号源产生高压脉冲信号,然后使用示波器进行测量,得到一条测量电流和脉冲电压的关系曲线,其线性度良好,因此该装置能够用于高压脉冲电流的测量。

关键词:Rogowski线圈; 光电转换; 单次脉冲电流测量; 高压平台中图分类号:文献标识码:A 文章编号:由于示波器和探头的耐压有限,对于高压平台上的脉冲电流测量,不能直接使用示波器测量电流波形,此外,高电压干扰也会对测量产生一定的影响,所以要测量高压平台上的电流波形,必须把高压端与示波器隔离起来,把大电流信号转换为小电压信号进行测量。

Rogowski 线圈被广泛用做脉冲电流的测量,它是在非铁磁骨架上用铜线绕制而成,具有结构简单、频带宽、测量范围大、精确度高、不存在磁饱和以及良好的热稳定性等优点[1],此外由于Rogowski线圈是无源器件,降低了对测量环境的要求。

但是线圈需要屏蔽,且线圈的杂散电容也会对信号的测量产生干扰,为了解决这些问题,本文利用Rogowski线圈以及光电转换技术,采用发光二极管、光纤及放大电路,制作了单次脉冲电流的测量系统,测量电流脉宽为300 ns,电流上升沿为140 ns,成功地在30 kV高压平台上对脉冲电流波形进行了测量,解决了高压平台与测量仪器的隔离问题,提高了测量系统的抗干扰能力和精确度,对测量得到的数据进行分析和线性拟合,得到了一条拟合曲线,此曲线具有较良好的线性度,可以用来对后期测量进行查对计算。

Rogowski线圈是通过测量导线上变化电流产生的磁场在线圈上感应出的电信号,确定导线上的电流大小[2]。

Rogowski线圈又可以分为外积分式和自积分式两种,当使用外积分式Rogowski线圈时,必须经过一个RC积分回路,所以限制了其频率响应范围,而自积分式Rogowski线圈的频率响应很高,是测量纳秒级脉冲大电流信号的理想手段,在国外已被广泛应用。

基于Rogowski线圈的矿热炉二次侧电流检测系统

基于Rogowski线圈的矿热炉二次侧电流检测系统

基于Rogowski线圈的矿热炉二次侧电流检测系统潘赛虎;王雪;陈阳;邹凌【摘要】The accurate detection of secondary current in submerged arc furnace has an important role in furnace temperature automation control,interlock protection and count of energy and consumption.This paper used Rogowski coil as current detection element,adopted distributed structure,integral unit including current signal superposition,amplification,transformation and so on, implemented the arc furnace secondary side current detecting and transmitting.I/O unit realized the collection and communication of the signal.The main control uniti was used to control the electrode regulator of the arc furnace.The system realized real-time, accurate measurement,display and transmission of the current signal.It has no magnetic saturation,good linearity,high precision capability,etc.The detection system has been used in many smelting plants and has very high application value.%矿热炉二次侧电流的精确检测对炉温自动控制、矿热炉联锁保护、电能电耗计量有重要的作用.文中采用Rogowski线圈作为电流检测元件,采用分布式结构,积分单元包括电流信号的叠加,放大、变换等,实现了矿热炉二次侧电流的检测和变送;I/O单元实现了信号的采集和通信;主控单元用于控制矿热炉电极调节器.系统可实现矿热炉二次侧电流的实时、精确测量、显示和传输,并具有无磁饱和、线性度好、精度高等特点,已在多个冶炼企业应用,具有很高的应用价值.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】4页(P115-117,120)【关键词】矿热炉;Rogowski线圈;二次侧电流;PLC;Profibus总线;积分单元【作者】潘赛虎;王雪;陈阳;邹凌【作者单位】常州大学信息科学与工程学院,江苏常州,213164;常州大学信息科学与工程学院,江苏常州,213164;常州大学信息科学与工程学院,江苏常州,213164;常州大学信息科学与工程学院,江苏常州,213164【正文语种】中文【中图分类】TP212矿热炉冶金是通过电炉变压器、短网和电极相熔池内供给所需的电能[1]。

光学电流互感器调研

光学电流互感器调研

光学电流互感器调研总结1 研究意义在电力系统中,为了计量和保护的需要,对高压输电线路中的电流进行实时测量是必不可少的。

这种电流测量系统可分为3部分,如图1所示。

传感头位于户外被测高压线处,传输线路用来将信号传输到控制室,显示及接口单元位于控制室内。

目前普遍使用的高压电流测量系统是充油式电流互感器(Current Transducer,简称CT),其传感头利用电磁感应原理,信号通过导线传输。

为了解决高压隔离及电磁干扰问题,造成其传输线路非常笨重,使得整个系统体积庞大,图1 高压电流测量系统造价昂贵,这是传统电流互感器的主要缺点。

此外,这种互感器在故障电流情况下还会发生磁饱和现象,且存在起火及爆炸的危险。

相比之下,近年来广受关注的光学电流互感器(Optical Current Transducers,简称OCT)技术,在理论上几乎能克服传统CT的所有缺点。

光学电流互感器目前离大规模应用还有一定距离,许多技术问题还有待解决。

2 基本原理目前对光学电流互感器的分类还不统一,但无论哪种形式,其传输线路都是采用光纤,这是OCT与传统CT的基本区别和主要优点。

根据传感头形式不同,本文将光学电流互感器分为全光纤型、块状玻璃型及混合型3种。

2.1全光纤型全光纤型以光纤作为传感材料,将光纤绕在被测电流导线周围,形成光回路。

根据信号检出方法的不同,可分为偏振调制型和相位调制型2种。

2.1.1 偏振调制型图2为偏振调制型的基本结构。

当线偏振光通过光纤圈时,电流产生的磁场使线偏振光产生法拉第旋转(旋转角度与被测电流成正比)。

法拉第旋转角与被测电流的关系用下列两式描述:θ=∮VH·dl (1)∮H·dl=I (2) (1)式表示法拉第效应,(2)式是安培环路定律。

式中,θ为法拉第旋转角;V为代表光纤材料特性的维尔德常数;H为光传播方向上的磁场强度;l为光路长度;I图2 全光纤型电流互感器为被测电流。

从传感头返回的线振光经渥拉斯顿棱镜后分解成光矢量互相垂直的 两束线偏振光,通过测试这两束线偏振光的相对强度,获得法拉第旋转角。

基于PCB罗氏线圈的SiC

基于PCB罗氏线圈的SiC

基于PCB罗氏线圈的SiCPCB罗氏线圈是一种广泛应用于电子设备中的关键元件,其作用是捕获和测量磁场的变化。

而SiC(Silicon Carbide)作为一种新型材料,具有高耐压、高频率、低损耗等优点,在PCB罗氏线圈中发挥着重要的作用。

本文将详细介绍PCB罗氏线圈的工作原理,以及如何利用SiC进行优化设计,并分析其在工业和消费电子领域的应用场景。

PCB罗氏线圈是基于罗氏效应(Rogowski effect)原理工作的。

罗氏效应是指当一个导线穿过磁场时,导线中会产生感应电流,该电流的大小与磁场的变化率成正比。

PCB罗氏线圈利用这一原理,通过测量导线中电流的变化来测量磁场的变化。

在PCB罗氏线圈中,SiC的主要作用是提高线圈的频率响应。

SiC具有高频率、低损耗的特性,可以降低线圈的电阻和电感,从而提高线圈的响应速度。

SiC还具有高温稳定性,可以在高温环境下稳定工作,提高线圈的使用范围。

PCB罗氏线圈的设计主要涉及线圈的焊接和组装工艺,以及SiC的选择和配置方法。

在焊接和组装过程中,需要保证线圈的精度和稳定性,以确保线圈的测量准确度。

同时,需要选择具有高频率、低损耗的SiC材料,以优化线圈的性能。

在配置方面,需要根据实际应用需求,确定SiC材料在线圈中的位置和数量,以实现最优化的性能。

PCB罗氏线圈在工业和消费电子领域均有广泛的应用。

在工业领域,PCB罗氏线圈可用于电力系统中磁场变化的测量和保护,也可以用于电机、发电机等设备的监测和控制。

在消费电子领域,PCB罗氏线圈可用于磁卡、磁带等磁性媒体的读取和写入,也可以用于智能家居、物联网等新兴技术的磁场传感和信号处理。

SiC在PCB罗氏线圈中的应用主要表现在提高线圈的性能方面。

利用SiC的高频特性,可以优化线圈的频率响应,提高测量速度和精度。

同时,SiC的高温稳定性使得线圈可以在更广泛的环境中稳定工作,提高了线圈的可靠性和稳定性。

然而,SiC的成本较高,可能会增加PCB罗氏线圈的整体制造成本。

rogowski线圈原理

rogowski线圈原理

rogowski线圈原理Rogowski线圈原理Rogowski线圈是一种用于测量电流的传感器,它基于电磁感应原理。

该线圈由一根绝缘的金属导线缠绕成螺旋形,并且没有铁芯。

它的工作原理可以简单地描述为:当电流通过被测导线时,产生的磁场会穿过Rogowski线圈,从而在线圈上产生感应电动势。

通过测量这个感应电动势,可以确定通过被测导线的电流大小。

Rogowski线圈的原理可以通过法拉第电磁感应定律来解释。

根据这个定律,当导线中的电流发生变化时,会产生一个沿着导线方向的磁场。

这个磁场的强度与电流变化的速率成正比。

Rogowski线圈利用这个原理,将被测导线包围在其中,当电流通过被测导线时,导线产生的磁场会穿过Rogowski线圈。

根据法拉第电磁感应定律,磁场的变化会导致在线圈上产生感应电动势。

感应电动势的大小与电流的变化速率成正比。

Rogowski线圈的设计使其能够测量高频电流。

由于它没有铁芯,所以没有饱和现象发生,因此能够在宽频率范围内工作。

此外,Rogowski线圈还具有较低的感应电压和相对较小的相位误差。

这些特性使得Rogowski线圈成为一种广泛应用于电力系统和工业领域的电流传感器。

Rogowski线圈的应用非常广泛。

在电力系统中,它可以用于测量高压输电线路上的电流,以帮助监测电网的运行状态和负荷情况。

在工业领域,它可以用于测量电机、变压器和发电机等设备中的电流,以实现对设备运行状态的监测和保护。

此外,Rogowski线圈还可以用于电能质量分析、故障诊断和电流采集等方面。

尽管Rogowski线圈具有许多优点,但它也存在一些限制。

由于其工作原理需要测量感应电动势,因此需要配合专用的电路和仪器进行测量。

此外,由于Rogowski线圈本身不带有电流放大功能,因此需要与放大器结合使用,以便将感应电动势转换为可测量的电压信号。

Rogowski线圈是一种基于电磁感应原理的电流传感器,可以测量高频电流,并且具有较低的感应电压和相位误差。

基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究

基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究

析 了 R gw k 线 圈测 量脉 冲 电流 的原理 , 立 了 自积 分 式 R gw k 线 圈分 布 式 参数 模 型 , oo si 建 o o si 分析 了
影 响线 圈频 率特性 的主要 因素 , 用 电磁 场数值 分析 方 法建 立 了线 圈三 维 电磁 场模 型 , 采 提取 了线 圈
Ap i 2 0 rl 01
基 于 自积 分 R g w k 线 圈 的脉 冲 电流传 感 器 的 建模 研 究 o o si
柯 春俊 ,张 国钢 翟小 社 , 英 三 耿
( 西安交通 大 学 电力设 备 电气绝缘 国 家重点 实验 室 ,陕 西 西安 7 0 4 ) 10 9
摘 要 :自积 分式 R gw k 线 圈的体 积 小、 率响应 高 , 测量脉 冲 大 电流信号 的理 想手段 。本 文分 oo si 频 是
以单节 R C集 总 电路 模 型研 究 其 频 率特 性 ¨, L 设
计 和标定 过程 复杂 , 较难保 证 测量 的精度 和可 靠性 。






() 1
合理 的 电路 模 型 是 分 析 R g w k 线 圈 工 作 特 oo si 性 的必要 手 段 。本 文 在对 R gw k 线 圈 的 工 作 原 oo si
R gw k 线 圈 的分 布 电容 、 oo si 自感 以及 互 感 在 高 频激励 时形 成 的共 振 现象是 制 约其测 量频 带宽度 的 主要 因素 。 以往 在 应 用 R gw k 线 圈测 量 脉 冲 电 oo si 流时 , 对于线 圈 自身 的 时 间常 数 和 可测 信 号 的带 宽 主要 由其 R C集 总 电 路 模 型 推 导 J 在 计 算 R . L , o gw k 线 圈分布参 数 以及频 率特 性 的研 究 中依 靠 试 o si

电流罗氏线圈

电流罗氏线圈

电流罗氏线圈
电流罗氏线圈(Rogowski Coil)是一种用于测量大电流的传感器,广泛应用于电力系统、科研、工业等领域。

它主要由一个在非铁磁性材料上均匀缠绕的环形线圈组成,具有无磁滞效应、几乎为零的相位误差、无磁饱和现象和极高的线性度等特点。

罗氏线圈的测量原理基于法拉第电磁感应定律,即当电流通过被测导线时,会在线圈中产生感应电动势。

线圈的输出信号是电流对时间的微分,通过对输出电压信号进行积分,可以真实还原输入电流。

这使得罗氏线圈能够测量从毫安级到上万安的电流范围。

罗氏线圈相较于传统电流测量装置具有以下优点:
1. 无饱和:罗氏线圈能够在极大的电流范围内保持线性输出,不会出现饱和现象。

2. 线性度好:罗氏线圈的输出信号与输入电流之间具有很高的线性关系,便于标定和计算。

3. 瞬态反应能力突出:罗氏线圈能够快速响应电流的变化,尤其适用于测量瞬态冲击电流。

总之,罗氏线圈也有其局限性,如对高频电流的测量存在一定的限制。

在实际应用中,可以通过填充高磁导率的柔性磁芯骨架、采用谐振抑制电路等方法来提高罗氏线圈的性能。

ade7753中文资料[1]

ade7753中文资料[1]

多费率全电子数字电能表电路ADE7753颜重光(美国研诺逻辑科技有限公司,上海201103)1引言ADE7753是ADI最新1款功能先进的数字电度表电路,这是1种带串行接口和脉冲输出的高精度有功和视在能量计量的集成电路。

它集成了二阶∑△ADCs、1个数字积分器(在CH1上)、1个参考电压源,1个温度传感器,能对电压、电流有效值(RMS)计算,有功、无功和视在能量的测量(见图1)。

实际上ADE7753是一个电能计量片上系统(SOC)。

图1 ADE7753的内部结构2性能优良的内嵌数字积分器ADE7753的片内数字积分器能以优良精度的数字积分作用,在频域内实现-20dB/10倍频程衰减和固定-90°相移。

数字积分器的相频响应和幅频响应非常接近于理想情况。

片内数字积分器提供直接接口到di/dt微分电流传感器,从而省略外部的模拟积分器,保证极好的长期稳定性,与高精度的电压、电流通道相位匹配。

di/dt微分电流传感器彻底消除了锰铜分流器不能完全隔离、存在寄生电感的缺点,也消除了传统的电流互感器的相位误差和大电流时过饱和的缺点,而且成本非常低廉,是理想的新一代电流传感器,有望在宽量程、大电流、高精度的电能表中占优势地位。

基于电流传感器的选择,可以关断和打开这个积分器。

3宽电流量程的di/dt微分电流传感器di/dt微分电流传感器是基于Rogowski线圈原理的1个与传输初级电流的导线发生互感的电感器。

Rogowski线圈通常由空芯线圈构成,因而在理论上不存在磁滞、饱和或非线性问题。

Rogowski线圈电流传感器由环绕1根长直导线排列的匝数为N的矩形空心线圈组成,并且线圈与该导线中的电流所产生的磁场垂直。

Rogowski线圈的基本工作原理是通过互感效应来检测初级电流。

Rogowski线圈的输出正比于电流对时间的导数,所以为了进一步进行信号处理,需要使用1个数字积分器将di/dt信号还原成i(t)形式。

ROGOWSKI COIL

ROGOWSKI COIL

一些客户使用ROGOWSKI COIL测量系统特性
一些客户使用ROGOWSKI COIL测量系统特性
Thank ROGOWSKI COIL适用于哪些测量 ROGOWSKI COIL用于IGBT短路测量 ROGOWSKI COIL用于系统杂散电感测量 客户使用ROGOWSKI COIL测量系统特性
Content
ROGOWSKI COIL的组成
测量线圈+积分器(一一匹配) 与示波器连接线(BNC) 附属配件—电池/电源适配器
C

D C

b u s
×
i2
C
s n u b b e r
L
Δ V
s tr a y − D C − b u s
2 2
=
×2 i
C
C
s n u b b e r
0 0
t
iC = operating current diC/dt = turn off
CWT系列—测量系统杂散电感
一些客户使用ROGOWSKI COIL测量系统特性
什么是ROGOWSKI COIL
ROGOWSKI COIL的工作原理
什么是ROGOWSKI COIL
ROGOWSKI COIL的优点
能测量非常大的电流而不饱和—线圈体积不变 使用非常方便—柔性、容易放置在任何需测量的地方 测量带宽非常宽—从0.1HZ~17MHZ 测量对地绝缘—无需跟测量源相连接 能够测量叠加在大直流电流上面的交流成分 可测量的电流变化率非常大—40000A/us
• CWT-MINI系列适用于测量TO-247 适用于哪些测量
• CWT-ULTRA MINI系列,适用于TO-220 适用于哪些测量
• DC-FLE系列适用于大直流电流测量 适用于哪些测量

罗氏线圈的仿真研究

罗氏线圈的仿真研究
电磁参数对其性能的影响研究
写论文
准备答辩
指导教师:
职称:讲师
2012年1月5日
系级教学单位审批:
年月日
摘要
电流互感器作为电力系统中的重要设备,对电力系统的正常运行和精确计量起着十分重要的作用。随着国民经济的发展,各种供电电压等级不断出现,对电力系统的测量和保护准确度要求不断提高。传统的电流互感器已经不能满足电力系统的高要求。而Rogowski线圈结构简单、测量精度高、线性度好,在一定条件下Rogowski线圈可以作为电流互感器的替代品。




1.Rogowski线圈电磁参数对其动态特性的影响研究.电测与仪表
2.Rogowski线圈的结构、电磁参数对其性能影响的研究.高压电器
3.自查有关资料
周次
1—4周
5—8周
9—12周
13—16周
17—18周






查阅相关文献资料;研究罗氏线圈的测量原理
罗氏线圈的等效电路和特性分析
结构参数对其性能的影响研究
由于罗氏线圈在其结构和测量原理等方面的特点,与带铁心的传统互感器相比,罗氏线圈互感器具有以下几方面的优点:
(l)测量的频带较宽,在没有铁心的情况下将没有磁饱和现象,使之能测量大范围的电流,可以从几安培到几万安培。
(2)同时具有测量和继电保护功能因为不用铁心进行磁藕合,从而消除了磁饱和、高次谐振现象,使其运行稳定性好,保证了系统运行的可靠性。由于实现了大量程测量,因此,一个通道同时具有高精度测量和继电保护功能。
本科毕业设计(论文)
罗氏线圈的仿真研究
2012年6月
本科毕业设计(论文)
罗氏线圈的仿真研究

Rogowski线圈用新型积分电路设计

Rogowski线圈用新型积分电路设计

Rogowski线圈用新型积分电路设计
张鑫;牟龙华
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2010(030)005
【摘要】为良好测量故障稳态、暂态电流,在分析积分器特性的基础上,设计了一种Rogowski线圈用新型积分电路.该电路利用电压串联型负反馈放大电路正向输入阻抗大的优点,结合减法器原理,通过分别对信号、地积分后2级相减的方式,达到理想的积分、消除零漂效果.利用在Simulink环境下搭建电路模型的方法进行仿真,在加入运放失调电压等干扰信号的条件下,对比了Rogowski线圈用电压并联型负反馈积分器和新型积分电路对电流故障暂态信号的跟踪效果.仿真结果表明,新型积分器能够真实地反映故障稳态、暂态电流,有效地抑制了积分器零漂对传感元件的干扰.
【总页数】3页(P115-117)
【作者】张鑫;牟龙华
【作者单位】同济大学电气工程系,上海,201804;同济大学电气工程系,上
海,201804
【正文语种】中文
【中图分类】TP214+.4
【相关文献】
1.PCB型Rogowski线圈电流传感器检测电路设计 [J], 龚勇镇;林志春
2.基于Rogowski线圈的数字积分器的研究与设计 [J], 王晓明;周有庆;彭红海;张云飞;胡海波
3.一种适用于Rogowski线圈电流互感器的新型数字积分算法设计 [J], 骆潘钿;张孝波
4.Rogowski线圈电子式电流互感器积分技术研究 [J], 王晓明;周有庆;张翌晖;刘光时
5.Rogowski线圈数字积分器的分析与设计 [J], 宋晓梅;闫树柏;李根
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基于Rogowski线圈的脉冲电流测量装置的研制

基于Rogowski线圈的脉冲电流测量装置的研制
W ANG n Big.Re I e g.W ANG a nL— n h Du n
f l r s a 厶 i siu e o h a Elc r n c e b o o y e 27 ee n tt t f C e to is T c n lg
G o p C r oain. e g h u4 0 4 。h r u op r t n z o 5 0 7C ma ) o
中国 电子科 技 集 团公 司第二十 七研 究所 , 州 5 0 7 郑 I 0 4 4
摘 要 : oo si 圈 是 常 用 的 脉 冲 电 流 测量 工 具 之一 , 与 主 放 电 回路 有 良好 的 电气 绝 缘 , 构 简单 , 。本文建立 了测量 系统 中 R gw k 线圈 的模 拟 电路模 型 , 易 oo si 根据被 测电流 的特 点 ,
利 用 P PC S IE仿 真 , 别 分 析 了 普 通 R 分 C积 分 和 有 源 积 分 的 测 量 效 果 。仿 真 和 实 验 结 果 均 表 明 , 源 积 分 有
R gw k 线 圈相 比于普通 R oo si C积分可以明显提高系统 带宽 , P N中进行 测量时能真实反映实际波形 。本 在 F 文所建立 R gw k 线 圈模拟 电路仿真模 型, oo si 对基于 R gw k 线圈 的大 电流测量具有一定 的指导意义 。 oo si 关键词 : 冲成型 网络 ; 脉 脉冲电流 ; oo si 圈; R gw k 线 频带 ; 积分器
Th nao ic i mo lo g ws ic i i sa ls e n t i a e . Ac o di o t e c a a trsi so a - e a l g cr u t de fRo o k o l se t b ih d i h sp p r c r ngt h h r c e itc fme s

一种基于Rogowski线圈的脉冲大电流录波装置研究

一种基于Rogowski线圈的脉冲大电流录波装置研究

e c oma eiit frn e MI meth ei q i me t l t g t e ee c( ) e te s r ur ns er n cn r E , d g e e n .
K yw rs hg us c r n;o o k i wae rcrig e c oman t tr rn e M I e od : ihp l e trg wsi ol v — eodn ; l t g e c nef e c( ) eu c ; er ii e E
收 稿 日期 :0 7 1 0 2 0 —1 — 7
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图 2 Ro o  ̄ 线 圈测量 的等 值 电路 g ws
作 者 简 介 : ̄ 1 I
维普资讯
第2 卷 1

华 中 电 力
20 年第1 08 期
种基 于 R gw k 线 圈的脉冲 oo si 大 电流 录波装 置研究
阳 世 荣
( 船重工第七。一研究所 , 北 武汉 中 湖 4O6) 30 4
摘要: 介绍了一种基于 R g w k 线圈测量的脉冲大电流录波装置。 oo si 分析了R gw k 线圈的测量原理, o o si 阐述 了 脉冲大电流
M e s rngp i cp e o o o s o l i ic s d Th a d a edein nd t o k ow ft a e e o dng au i rn il fr g w M c i sd suse . s e h r w r sg a hew r f l o hew v —r c r i d v c r r s n e , e tr s lss o ha hew a e—r c r i g de iew h c so e a e eibl de sr ng e ie a ep e e t d Thet s eu t h w t tt v e o d n v c , i h i p r t d r l y nu r to a

罗氏线圈简介

罗氏线圈简介

Rogowski线圈(洛氏线圈)又叫电流测量线圈、微分电流传感器,是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。

输出信号是电流对时间的微分。

通过一个对输出的电压信号进行积分的电路,就可以真实还原输入电流。

该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点,故其可应用于继电保护,可控硅整流,变频调速,电阻焊等信号严重畸变以及电炉、短路测试、雷电信号采集等大电流的场合。

本产品配合积分器提供的香蕉形插头、BNC接头,能够方便接入采集板卡、示波器和万用表等测量仪器。

∙适用于毫安到兆安范围的电流测试∙良好的线性度∙带宽范围大∙无二次开路危险∙过电流能力强∙不易受外界电磁干扰∙低功耗∙重量轻∙Rogowski Coil线圈命名后: 沃尔特罗柯夫斯基,是一个电动装置测量交流电或高速电流脉冲。

它是一个空芯线圈,穿在直导体的电流上是测量作业。

其输出的罗柯夫斯基线圈通常是连接到一个积分电路,以提供一个输出信号,即是成正比的电流。

目录∙罗氏线圈优点∙罗氏线圈电流互感器∙罗氏线圈技术参数罗氏线圈优点∙罗柯夫斯基线圈超过其他类型的电流互感器。

由于罗柯夫斯基线圈有一个空芯,而不是一个铁芯,它具有低电感,并能顺应瞬息万变的电流。

无二次开路危险;可测量不规则导体;.安装方便,无须破坏导体;此外,因为它没有铁芯饱和,它是高线性度,甚至承受更大电流,例如:那些用在电力传输,焊接,或脉冲功率应用。

一个正确的形成罗柯夫斯基线圈,和同样距离的绕组,在很大程度上是免疫电磁干扰。

罗氏线圈电流互感器∙罗氏线圈电流互感器采用柔性电流传感器(Rogowski线圈电流传感器)作为采集电流传感器,可以测量频率几赫兹到1M,从几安培到几百千安培。

其具有极佳的瞬态跟踪能力,可以用于测量尺寸很大或形状不规则的导体电流。

广泛应用在传统测量电流的CT无法正常使用的大电流的测量。

罗氏线圈技术参数∙・输入:500A~300KA;・输出:0~4V,0~1V 也可以变送器式输出标准信号4~20mA;・精度: 0.2 0.5;・频率:20Hz~1MHz;・隔离耐压:3500V;。

一种Rogowski电流线圈的设计

一种Rogowski电流线圈的设计

关参数 , 设计并制作 电流线圈样品, 对其性能进行验证和分析。实验结果表明 , 设计的 电流线 圈完 全 满足 实验设 计要 求 。
关键 词 : 罗氏线 圈 ; 态大 电流 ; 分 电路 瞬 积
The De i n o g ws iCu r n i sg fRo o k r e tCol
1 0 l 4 D 0 + 4
收 稿 日期 :0 2 0 — 3 2 1— 2 0

律 的 电流传感 器 。其 自身 相 当于 一个 小 型变 压 器 ,
原边为电流所流经的导体 , 副边为绕制的线圈。外
积分式 R gwk 电流线 圈具体结 构与原 理 图如 图 1 oo si 所示 , 中 、 r 其 R 、分别 为积 分 电阻 、 样 电阻 、 圈 采 线 内阻 , n c、 C分别 为线 圈 等效并 联 电容 和 积分 电容 ,
Z A G F n H e gjn T A h a H N a , E P n -u ,I N C u n ( ia ntr f l t ncE g e r g X ’n h a x 7 0 0 ) X ’nIs teo e r i n i e n , ia S a ni 1 10 it E c o n i

线 圈 匝数 Ⅳ为 7 4匝 . 据经验 公 根 式 l 以得 到 自制线 圈 的电感有 1 可 l
产生感应磁场 , 圈中产生变化的磁 通 , 线 根据磁场

环路 定理有 磁 场强 度 H

垒 墨 : :
1 0 2+ 4x 8 0 x2 4 0.
o h t d f c mp ia e o o k ol n t e su y o o l t d r g ws i c i c .Ma e a s mp e o h e i n d c i f r v r c t n a d k a l f t e d sg e ol o e f ai n i i o

高压 罗氏线圈

高压 罗氏线圈

高压罗氏线圈(Rogowski Coil)是一种用于测量高电压环境中电流的特殊传感器。

它以其独特的结构和原理,在电力系统、实验室研究以及工业应用中发挥着重要作用。

结构与原理
罗氏线圈主要由绝缘骨架和绕制在其上的导线构成。

其工作原理基于法拉第电磁感应定律。

当被测电流通过线圈附近的导体时,会在线圈中产生感应电动势。

通过测量这个感应电动势,可以间接得到被测电流的大小。

特点与优势
1.高电压兼容性:罗氏线圈能够在高电压环境下正常工作,无需与被测电路直接
电气连接,从而保证了测量过程的安全性。

2.宽频带响应:罗氏线圈具有较宽的频率响应范围,能够准确测量从直流到高频
的交流电流。

3.高精度测量:通过合理的电路设计和校准,罗氏线圈能够实现高精度的电流测
量。

4.抗干扰能力强:罗氏线圈对外部磁场干扰具有较强的抵抗能力,能够确保测量
结果的准确性。

应用领域
1.电力系统:在电力系统中,罗氏线圈常用于电流互感器,实现对高压线路电流
的精确测量,为电力系统的监控和保护提供重要依据。

2.实验室研究:在电力电子、等离子体物理等实验室研究中,罗氏线圈常被用于
测量高电压、大电流条件下的物理过程。

3.工业应用:在工业领域,罗氏线圈可用于监测大型电机、发电机等设备的运行
状态,及时发现并处理潜在的安全隐患。

总结
高压罗氏线圈作为一种高性能的电流测量传感器,以其独特的结构和原理,在多个领域得到了广泛应用。

随着科技的不断进步,罗氏线圈的性能和应用范围还将不断扩大,为电力、科研和工业领域的发展提供有力支持。

罗氏线圈测量工作状态分析与电磁屏蔽研究

罗氏线圈测量工作状态分析与电磁屏蔽研究

罗氏线圈测量工作状态分析与电磁屏蔽研究龚勇镇;朱亚斌;林国彪;廖辉【摘要】介绍了罗氏线圈的工作机理,建立了罗氏线圈测量电流时的数学模型.对其测量时的自积分与微分两种工作状态进行了详细分析,总结出了各自的应用范围.为了提高测量精度,设计出了符合要求的电磁屏蔽设施.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P158-160)【关键词】自积分;微分;电磁屏蔽【作者】龚勇镇;朱亚斌;林国彪;廖辉【作者单位】广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名 525000;广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名 525000;广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名525000;广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名 525000【正文语种】中文【中图分类】TH12;TP212罗氏线圈(又名Rogowski线圈)应用于1912年,俄国学者Rogowski将铜线绕在环形非铁磁骨架上制成线圈用于测量电流,但由于输出电压低,不足以驱动后续大功率电子器件,应用受限。

随着计算机与微电子技术的迅速发展,罗氏线圈作为一种性能较好的电流传感头[1,2],具有测量范围宽、测量精度高、无磁饱和、性价比高等优点,受到广泛关注,目前已成为新世纪电子式电流互感器的发展方向之一。

本文的研究,对提高我国在电流传感领域方面的技术水平具有积极意义。

罗氏线圈是一种具有非磁骨架的空心线圈,环形骨架上再通过机器均匀绕制导线[3],不须与被测电路直接接触,如图1所示。

在电力系统中运行时,由电磁感应定律可知,穿过线圈中心的通电导线产生的电磁场将在线圈中产生一个感应电压e(t)输出。

式(1)中,线圈与通电导线之间的互感理论推导表达式为其中:μ0为真空磁导率,其值为μ0=4π×10-7H/m;N表示线圈匝数;h表示非磁性骨架高度(m);a、b分别表示线圈非磁性骨架外、内径(m);i1为通电导线中的瞬时电流(A)。

由式(1)可知,线圈的感应电压为一微分表达式,它与通电线中瞬时电流对时间的导数为正比关系,所以还需通过积分器对其进行还原,得到一个与瞬时电流成线性关系的物理量,最终完成工作过程。

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性。
O 引言
1 理 论 部 分
随着 现 代 测 量 技 术 的发 展 , oo si 圈 已 经 R gw k线
成 为测量 宽频 率 范 围 的脉 冲大 电流 的主 要工 具 , 广
泛应 用 于各种 技 术领 域 , : 温 等离 子 体 、 子 核 如 高 原
11 设计 方法 与基 本原理 .
假设 , 子线 圈具 有 相 同的结 构参 数 ,根 据参 、 个
考 文献【]11 2, 自阻r互 感 和 自感, 以近似 6[1 1]其 1 、 J 可
到 限制 , 以常 常用于 外积分 模式 。 用外 积分器 增 所 使
加 了复 杂性 并 引 起 了新 的 问题 【 1 如漂 零 、 始 3, -诸 s 初 化 问题 、 和等 。 C oo si 圈实质 上也是 一 种 饱 P B R gw k线 空 , oo si 圈 , 有较 大 的 自感 I LR gw k线 具 , 但是 当今技
关 键 词 : 形R gw k线 圈 ; 形 绕组 ; 频 响 应特 性 ; 冲 大 电流 盘 oo si 盘 低 脉 中图 分 类 号 :M 3 . T 9 31 文 献 标 志 码 : A 文章 编 号 :6 3 7 9 (0 0 1— 0 10 17 — 5 8 2 1 )2 0 0 — 5
收 稿 日期 :0 0 1— 0 2 1— 1 1
图 1 单 层 盘 形 R g w k 圈的 原 理 示 意 图 oo s i 线
图1 ' 为载 流导 体 与盘形 R gw k线 圈 巾心 的 r f。 oo si 距 离 ; 为 最 内层绕 组 半 径 ; 为最 外 层 绕 组 半 径 ; r r P
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式中: 为载流导体 与盘 形R gw k线圈之问 的互感 oo si
12 电磁 屏蔽设 计 _
为 了防止 外界 电磁 场 的干扰 ,盘形 R gw k线 o o si
圈 的电磁屏 蔽机 理如 图2 所示 . .
圈 3 多层 盘 形 R g ws i 圈 结构 示 意 图 oo k 线 ( 4 1 为 单层 盘 形 R g w k 圈 )  ̄N= 时 o o si 线
盘形 R gw k线 圈可 以根据脱 胎 法绕 制 ,将 漆 o o si
聚变、 原子物理 、 加速器 、 机械学等等l 1 f 。
当今主要 有3 R gw k线 圈 . : 种 oo si 即 磁芯 R gw k o o si 线 圈 ,环 形 空 ' oo k线 圈和 P B (r tdc c i tR gw i  ̄ C pi e i ut n r
T A U N I劈 礴 手 趟 E O H A G Z D
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种 用矛 测量 脉 冲 大 电流 的新 型 Ro o k g ws i线 圈的研 究
王春 杰 汲胜 昌 , 亮z欧 小 波 。 , 吕 ,
70 4 ;. 10 9 2 陕西 电力科 学研 究院 , 陕西 西安 7 05 ) 104
基 金 项 目 :6 计划 资 助项 目( 题 编 号 :0 8 A 4 4 8 83 课 20A 0Z0 )
作者简介 : 工存杰 ( 9 2 ), , 18一 女 河北秦皇岛人 , 硕士研究牛 , 研究方 向为高电压测试。
l ≮ l 0 0; √ j

特稿专递 E A ZUN T OHA G D
为绕组 间距 , 为了便 于说 明已将尺寸放 大 ;为绕组 匝 n
数; d为铜 漆包线 直 径 。根据 安培 环路 定 律 载流 导

体周 围 产生 的磁 场 匝链 盘 形R gw k线 圈 的每 匝绕 oo si
组 ,变化 的磁 场在 盘形 R gw k线 圈 中产 生感 应 电 oo si
包 线螺 旋式 缠 绕成 圆形 盘状 结构 的线 圈 ,如 图 1所
示 。盘形 R gw k线 圈安装在 被测 一次 电流i o o si , 的载 ( )
流导体 同一 个平 面上 , 并靠 近 该载流导 体 。
b adR gw k线 圈 。磁心-( 0 sl 圈具 有较 宽 的 or) oo s i tK) w k线 g l 带宽 , 但是 磁芯 饱 和 限制 了测 量 电 流 的幅 值_ 环 形 2 l ; 空 一 R gw i 圈可 以测量 较 高幅值 的大 电流 , 是 [ oo k线  ̄ , 但 由于其环形 结 构 , 自积分模 式下 的低频 响应 特性 受
(. 1 西安 交通 大 学 电气工程 学 院 , 西 西安 陕

要: 设计 了一种用于测量脉冲大 电流 的新 型空心盘形R gw k 圈。 由于其盘形绕组结构 , oo si 该线 圈 自感较
大. 自阻较小 , 自积分 方式下具有较好 的低 频响 应特 性。介绍 了这种盘形R gw k线 圈的设计方法和工作原 在 oo si 理, 分析 了电磁屏蔽的机理 , 导 了自阻、 推 自感、 互感 、 杂散电容等参数的近似 计算方法, 并简单分析 了频率 响应 特 性 脉冲大电流试验说 明, 所设计的双 层盘形R gw k线圈具有 良好 的线性度 、 oo si 稳定的灵敏度和优异的频率响 应特性 这种新型空心盘形R gw k 圈在常规及特 殊的环境 中具有广 阔的应用前景。 oo si
术上覆铜 厚 度非常薄 , 圈的 自阻相 当大 . 以也适 线 所
合外积 分模式 , 通过 外积 分器来 改善低 频 响应[ 6 3 本 文 设 计 了一 种 测 量 脉 冲 大 电流 的 空 心 盘 形
R gwk线 圈 。由于其特 殊 的盘形绕 组结 构 , 线 圈 oo si 该分模 式下 具 有 较好 的频率 响应特性 ,特 别是 优异 的低频 响 应特
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