7 冲击电流的测量
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Rogowski线圈：利用被测电流产生的磁场在线圈内感 应的电压来测量电流的线圈称为Rogowski线圈。
特点： ① 被测电流并不流过测量线圈， 所以无电流器测量时的热、力效 应（可测量电流比分流器高得 多）； ② 测量线路与放电回路绝缘， 干扰减小。
3 罗戈夫斯基线圈
Rogowski线圈原理：
i1 (t ) 2r
冲击电流i1(t)在线圈的磁感应强度： 感应电压：
Br
dBr An di1 (t ) di1 (t ) u1 (t ) nA M dt 2r dt dt
M
线圈与主电流回路间的互感：
An An 2r lm
3 罗戈夫斯基线圈
采用LR积分器的Rogowski线圈
利用线圈本身的电感L与线圈端口所接电阻R构成积 分器的一种罗氏线圈称为自积分罗氏线圈。 因为：
带状对折式分流器
辫状对折式分流器
2 分流器
分流器的的几种形式：
同轴管式分流器
盘式分流器
2 分流器
设计分流器的考虑因数
①分流器尽可能为纯电阻，且在尽可能宽的频带范围 阻值恒定； ②分流器及测量回路的屏蔽良好； ③接地点应选在测量电缆外皮，分流器附近； ④测回路CRO处可有一点接地，但冲击电流发生器必 须一点接地。 ⑤应考虑热效应、力效应。
Ldi2 / dt i2 ( R Rs)
所以：
U 2 Mdi1 / dt Ldi2 / dt
R t R i1 U m Ri 2 (t ) U 2 dt M di1 MRi 1 (t ) / L L 0 L 0
得
i1 (t ) um L /( RM ) ni2
2 分流器
S为分流器，它为一低欧姆值的电阻器，阻值在 0.1mΩ～10mΩ之间。 冲击电流为：
i(t ) u(t ) / Rs
2 分流器
冲击电流为一高频信号，在该频率范围，分流器的等效 回路由电感和电阻串联形成。
i(t) UR(t) UL(t) UR(t) +UL(t)
2 分流器
分流器的基本要求：
否则电缆外皮将有很高的电位，影响CRO处的人身安全， 若CRO接地，则又有较大的电流流过电缆外皮，增大测量干扰。
2 分流器
冲击电流的测量回路
匹配：R2+R3≈R3=R4=Z
R4 1 u2 iR2 R2i /(2n) R3 R4 n
分流比：
u 2 R2 s I 2n
3 罗戈夫斯基线圈
3 罗戈夫斯基线圈
采用RC积分器的Rogowski线圈
利用线圈端口接RC积分器，构成外积分罗氏线圈。 因为：
R 1 /(C )
L Z
所以： 得
1 Um RC
1 0 U 2 dt RC
t
i1
0
Mi1 (t ) M di1 RC
i1 (t ) um RC / M um RClm /(nA )
① 分流器为一纯电阻，电感尽可能小； ② 分流器阻值恒定； ③ 大电流的力效应不应使分流器发生破坏。 ④ 分流器测量的屏蔽应考虑完善。
考虑集肤效应（厚度应小）和热效应（厚度应大） 。
2 分流器
分流器的的几种形式：
带状双股对折 双股对折 辫状双股对折 分流器 同轴管式 盘式
2 分流器
分流器的的几种形式：
冲击电流测量要求和方法； 分流器的性能要求和集中结构形式； 罗氏线圈原理和两种积分形式及其条件； 罗氏线圈结构特点。
第7章 冲击电流的测量
主要内容
概述
2. 分流器
3. 罗戈夫斯基线圈
1 概述
冲击电流的幅值一般在几十kA～几百kA，波头长度 为几μs（更陡的达ns级），所以测量十分困难。 认可的测量系统精度： 幅值不确定度≤±3% ； 时间测量参数不确定度≤±10% ； 标准测量系统精度： 幅值不确定度≤±1% ； 时间测量参数不确定度≤±5% ； 测量方法： 分流器—示波器测量法； 罗戈夫斯基（Rogowski）线圈—示波器测量法 。
3 罗戈夫斯基线圈
Rogowski线圈的结构
1、Rogowski Coil测量回路必须良好屏蔽。 2、Rogowski Coil本身屏蔽盒必须开缝和开槽，以防止环流和 磁旁路。 3、Rogowski Coil应采取反绕，同一端出线，以利于减小外磁 场干扰及线圈面不与磁场垂直引起的误差。
本章要点
特点： ① 被测电流并不流过测量线圈， 所以无电流器测量时的热、力效 应（可测量电流比分流器高得 多）； ② 测量线路与放电回路绝缘， 干扰减小。
3 罗戈夫斯基线圈
Rogowski线圈原理：
i1 (t ) 2r
冲击电流i1(t)在线圈的磁感应强度： 感应电压：
Br
dBr An di1 (t ) di1 (t ) u1 (t ) nA M dt 2r dt dt
M
线圈与主电流回路间的互感：
An An 2r lm
3 罗戈夫斯基线圈
采用LR积分器的Rogowski线圈
利用线圈本身的电感L与线圈端口所接电阻R构成积 分器的一种罗氏线圈称为自积分罗氏线圈。 因为：
带状对折式分流器
辫状对折式分流器
2 分流器
分流器的的几种形式：
同轴管式分流器
盘式分流器
2 分流器
设计分流器的考虑因数
①分流器尽可能为纯电阻，且在尽可能宽的频带范围 阻值恒定； ②分流器及测量回路的屏蔽良好； ③接地点应选在测量电缆外皮，分流器附近； ④测回路CRO处可有一点接地，但冲击电流发生器必 须一点接地。 ⑤应考虑热效应、力效应。
Ldi2 / dt i2 ( R Rs)
所以：
U 2 Mdi1 / dt Ldi2 / dt
R t R i1 U m Ri 2 (t ) U 2 dt M di1 MRi 1 (t ) / L L 0 L 0
得
i1 (t ) um L /( RM ) ni2
2 分流器
S为分流器，它为一低欧姆值的电阻器，阻值在 0.1mΩ～10mΩ之间。 冲击电流为：
i(t ) u(t ) / Rs
2 分流器
冲击电流为一高频信号，在该频率范围，分流器的等效 回路由电感和电阻串联形成。
i(t) UR(t) UL(t) UR(t) +UL(t)
2 分流器
分流器的基本要求：
否则电缆外皮将有很高的电位，影响CRO处的人身安全， 若CRO接地，则又有较大的电流流过电缆外皮，增大测量干扰。
2 分流器
冲击电流的测量回路
匹配：R2+R3≈R3=R4=Z
R4 1 u2 iR2 R2i /(2n) R3 R4 n
分流比：
u 2 R2 s I 2n
3 罗戈夫斯基线圈
3 罗戈夫斯基线圈
采用RC积分器的Rogowski线圈
利用线圈端口接RC积分器，构成外积分罗氏线圈。 因为：
R 1 /(C )
L Z
所以： 得
1 Um RC
1 0 U 2 dt RC
t
i1
0
Mi1 (t ) M di1 RC
i1 (t ) um RC / M um RClm /(nA )
① 分流器为一纯电阻，电感尽可能小； ② 分流器阻值恒定； ③ 大电流的力效应不应使分流器发生破坏。 ④ 分流器测量的屏蔽应考虑完善。
考虑集肤效应（厚度应小）和热效应（厚度应大） 。
2 分流器
分流器的的几种形式：
带状双股对折 双股对折 辫状双股对折 分流器 同轴管式 盘式
2 分流器
分流器的的几种形式：
冲击电流测量要求和方法； 分流器的性能要求和集中结构形式； 罗氏线圈原理和两种积分形式及其条件； 罗氏线圈结构特点。
第7章 冲击电流的测量
主要内容
概述
2. 分流器
3. 罗戈夫斯基线圈
1 概述
冲击电流的幅值一般在几十kA～几百kA，波头长度 为几μs（更陡的达ns级），所以测量十分困难。 认可的测量系统精度： 幅值不确定度≤±3% ； 时间测量参数不确定度≤±10% ； 标准测量系统精度： 幅值不确定度≤±1% ； 时间测量参数不确定度≤±5% ； 测量方法： 分流器—示波器测量法； 罗戈夫斯基（Rogowski）线圈—示波器测量法 。
3 罗戈夫斯基线圈
Rogowski线圈的结构
1、Rogowski Coil测量回路必须良好屏蔽。 2、Rogowski Coil本身屏蔽盒必须开缝和开槽，以防止环流和 磁旁路。 3、Rogowski Coil应采取反绕，同一端出线，以利于减小外磁 场干扰及线圈面不与磁场垂直引起的误差。
本章要点