用于小电流测量的Rogowski线圈电流互感器

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一种基于Rogowski线圈的大电流传感器

一种基于Rogowski线圈的大电流传感器摘要柔性rogowski线圈是为了解决电子式电能表所用的微型电流互感器小电流精度低，大电流饱和快，频率范围窄，带载能力低，所用磁芯坡莫合金、硅钢片、超微晶等成本高等的问题。

柔性罗氏线圈是在硅胶棒上缠绕漆包线，在缠绕过程中加回线，制造工艺简单，克服上述互感器缺点，并且和被测电流之间没有直接的电路联系。

关键词微型电流互感器；柔性rogowski线圈；积分器；线性度中图分类号tm92 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）97-0154-020 引言电流互感器是电力系统和电能计量中非常重要的装置，是为电力系统的计量、继电保护、控制与监视系统提供输入信号的重要元件。

目前，电能计量中广泛采用的是电磁式电流互感器。

随着对电能表质量要求的提高，电磁式互感器磁芯饱和问题和测量误差大以及微利时代价格高等问题难以克服。

基于微型的电流互感器主要由一次绕组、二次绕组及磁芯组成。

微型电流互感器磁芯是坡镆合金或超微晶合金，制造材料昂贵，制造工艺复杂，规格型号繁多，而且一次引线和外壳加工工艺复杂，装配费时费力，致使互感器成本很高。

由于微型电流互感器中激磁电流的存在，以及磁芯的磁滞特性，在大的电流情况下，铁芯容易饱和，使误差迅速增加，不能准确使用，并且，这种带铁芯的微型互感器只能工作在频率50hz～400hz，频段很窄，不能正确反映系统的运行情况，这就迫切需要一种在大电流情况下，依然能准确反映系统运行情况的传感器，柔性rogowski线圈就是一种比较理想的传感器，可以解决以上矛盾。

rogowski线圈采用硅橡胶骨架上缠绕线圈，外加屏蔽和绝缘，由于不采用磁芯作为骨架，所以，rogoswki线圈互感器的线性测量范围大，且没有磁饱和现象，使之能够满足测量大范围电流的要求。

可以同时应用于测量和继电保护的场合，由于没有磁心的作用，从而消除了磁饱和和高次谐振的问题，运行稳定。

可测电流的频带宽，采用rogowski线圈互感器测量时，一般频率范围可以设计达到1～1mhz。

Rogowski线圈互感系数的计算方法

》》科研发展
Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈互感系数的计算方法
国电南京自动化股份有限公司
【关键词】电流互感器；Rogowski线圈；互感系数；计算
米培超
【摘要】Rogowski线圈应用于电子式电流互感器的传感头，根据Rogowski线圈物理模型对其互感系数进行数学分析与计算，说明影响互感系数的线圈结构因素。
1.引言智能电网已成为世界电网的发展方向，智能变电站是智能电网建设中的一项核心内容。智能变电站采用了有别于传统的电磁型电压/电流互感器的新一代互感器，统称为非常规互感器，非常规互感器是智能变电站中实施电力监测、计量及继电保护的重要电气设备，其精度及可靠性与电力系统的安全可靠运行密切相关。按是否需要向高压侧的传感头提供电源，非常规互感器分为有源非常规互感器(又称为电子式电压/电流互感器)和无源非常规互感器。电子式电流互感器主要以 Rogowski线圈为代表，它可以将大电流按比例变换成模拟量电压输出或数字量输出，供电气测量仪器和继电保护装置使用。中国电力出版社2008年1月出版的《数字化变电站应用技术》一书介绍了电子式电流互感器采用的Rogowski线圈原理。将测量导线均匀地绕在截面均匀的非磁性材料的框架上，就构成了Rogiwski线圈。书中对图1所示的Rogowski线圈结构示意图，作了如下描述：“当被测电流从线圈中心通过时，在线圈两端将会产生一个感应电压，若线圈匝数密度n及线圈截面积s均匀时，则线圈感应电压大小为： (1) 式中， 0 为真空磁导率。”[1] 图1中，Rogowski线圈的截面为圆形，r为线圈截面的半径， x0 为导线中心至线圈截面圆心的距离。根据电磁感应定律，感应电动势：
下，可以像定积分一样作换元。于是，在(7)式中令 tan t ，得： (8)

罗氏线圈电流传感检测技术研究概况重点

广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 机械与电气2011年2月第2期(总第147期1引言近年来,伴随现代高压、超高压输电网络的建设,电力系统正朝着大容量、高压大电流方向发展[1],这就对电流测量装置提出了更高的要求。

传统的电流测量装置因其主要采用带有铁心的电磁式电流互感器,不仅体积大、频带窄、防爆绝缘困难,且在大电流下铁心磁路易饱和,对测量结果产生较大的误差。

因而,其难以满足电力系统发展的要求,必须寻求基于其他传感机理的电流测量装置来取代之。

Rogowski 线圈(以下简称罗氏线圈电流互感器作为电子式电流互感器的一种,具有测量范围宽、测量精度高、无磁饱和、频带范围宽、体积小、易于数字量输出等一系列优点。

目前,基于罗氏线圈电流互感器的研究与应用已成为新世纪互感器发展的重要方向之一,在电力系统中具有广阔的应用前景。

2罗氏线圈工作原理罗氏线圈也称磁位计,它的产生和应用源于1912年[2]。

它是一种将导线(漆包线均匀绕制在非磁性环形骨架上的空心线圈,其结构原理图如图1所示。

测量时,将载流导线从线圈中心穿过,被测电流不须与罗氏线圈直接接触。

根据安培环路定律和电磁感应定律,磁场将在线圈的两端产生一个感应电动势,其值的大小正比于被测电流对时间的微分。

图1罗氏线圈工作原理图当线圈均匀绕制,且满足线匝截面积处处相等,截面各点磁感应强度相同的情况下,线圈产生的感应电动势e(t[3]为:上式中:,为线圈与载流导线之间互感的理论计算值。

μ=4π×10-7H/m为真空磁导率,;N为绕组匝数; h/m表示线圈骨架高度,a/m表示骨架外径;b/m表示骨架内径;i1/A表示载流导线中的电流大小。

3罗氏线圈研究现状罗氏线圈最初是用来测量磁场的,由于那时罗氏线圈的输出电压还不足以驱动当时的计量与保护设备,它的应用受到了一定限制。

伴随现代通讯传感技术的飞速发展以及数字信号处理技术的广泛应用,罗氏线圈的应用范围也越来越广,是电磁式电流传感器的一种很好的替代品。

Rogowski线圈电流互感器相差分析与补偿设计

［作者简介］吴献跃（１９７５一），男，湖南郴州人，广东理工职业学院讲师，研究方向为光电子技术
第２９卷第１期
吴献跃，等Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈电流互感器相差分析与补偿设计
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图２Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈等效电路
图１电子式电流互感器结构框图
由等效电路推导可得线圈的输出电压Ｕ。（）
［收稿日期］２０１３ —０８ —２７
流互感器相位误差的产生原因进行了研究，提出了新的全通型恒时延滤波器移相电路的补偿设计方案，实验结果验证了相位补偿方案的有效性。
［关键词］电子式电流互感器；Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈；相差分析；相位补偿［中图分类号］ＴＭ４５２．９３［文献标识码］：Ａ
第２９卷第１期
Ｖｏ１．２９Ｎｏ．１
湖北工业大学学
报
２Ｏ１４年０２月
Ｆｅｂ．２０１４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
好。数字输出的有源电流互感器原理结构见图１。Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈Ｈ积分电路Ｈ低通滤波Ｈ移相电路

Rogowski线圈电流互感器相差分析与补偿研究

ｂｙｔｈｅｓｅｎｓｏｒｈｅａｄ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｌｏｗ－ｐａｓｓｉｌｆｔｅｒ．Ｉｔｄｅｓｃｒｉｂｅｓｈｅｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｅｍ．Ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｓｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｈａｓｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｅｓｔｖｅｉｆｒｉｅｄｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｐｏｗｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｏｔｈｅｒｈａｍｏｒｎｉｃｓｉｇｎａｌｗｅｌ１．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｎｄｈａｍｏｒｎｉｃｍｅｅｔｓｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＯＣＴ；ｓｅｎｓｏｒｈｅａｄ；ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ；ｌｏｗ— ｐａｓｓｉｆｌｔｅｒ；ｐｈａｓｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓ；ｐｈａｓｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
０引言

电流监测方案

电流检测方案一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。

罗氏线圈电流互感器特点：1.测量范围：几安培到几百千安培2.输出信号：交流mv信号3.长度：标准400mm。

特殊尺寸可定制4.结构形式：插拔结构5.使用领域①测量大电流交流信号（如：短路电流）②测量峰值较高的脉冲信号（如：雷击电流）③谐波电流信号分析④电焊机的电流测量（如：电阻焊）⑤不规则导体电流的测量（如：铁轨电流测量）二高精度焊接监测仪电流测定范围：0.010-0.199kA（只限于10倍感应线圈）0.100-1.999kA 1.00-19.99kA 10.0-199.9kA判定表示：上限/下限适当的各项目的灯（LED灯）点灯脉冲设定：0-9（脉冲焊接的测定处的设定）打印机：选配（BR-58RII）电源电压：单相AC100-240V±10% 50/60Hz或DC24V±10%消费电力：12W以下外型尺寸：70(W)*246(D)*190(H)重量：1.9kg产品特点:以精确的CYC单位显示交流逆变式焊接的通电时间无需选择场所的轻巧机型，而且具有高速的测定动作只需一个操作键，进行“[旋转]”、“[按下]”动作电脑和通信机能之间的标准配置通电时间的测定可自由选择ms或CYC，因此可能结合焊接机进行监测可以选择打印功能进行条件预设值，测定值等的打印，非常便于焊接管理三空心线圈测电流原理。

冲击电流测量中Rogowski线圈的应用

冲击电流测量中Rogowski线圈的应用孔庆源1,戴敏2(1.陕西商洛供电局,陕西726000;2.武汉高压研究所,武汉430074)摘要:为克服冲击电流测量中常规用分流器存在的问题和不足,介绍了适合于高压冲击电流测量的罗柯夫斯基线圈的设计条件、实用参数及优化措施,并在M A T L A B中进行仿真。

与圆筒式分流器对比测试表明,罗氏线圈响应频带宽,幅度范围大,8/20 s的7kA冲击电流的测量误差<1%。

关键词:冲击电流;Rog ow ski线圈;设计;参数中图分类号:T M835.2文献标识码:A文章编号:1003 6520(2005)11 0006 02Application of Rogowski Coils in Impulse Current MeasurementKONG Qing yuan1,DAI M in2(1.Shanx i Shang luo Po wer Supply Bur eau,Shanx i726000,China;2.Wuhan H ig h Voltage Resarch Institute,Wuhan430074,China)Abstract:In or der t o ov ercome t he sho rtcoming s of the cur rent div ider using in impulse curr ent measurement,the desig n conditio ns,ut ilizable parameter s and optimization measures ar e pr esented and simulat ed in M AT LA B.Con tr ast with cy linder curr ent div ider,R og ow ski coil's response is wider and amplitude is ex tensive w ith its measure ment err or<1%.Key words:impulse curr ent;Rog ow ski coil;design;par amet ers0 引言冲击电流测量包括确定峰值、波形并检出冲击电流波形上叠加的振荡。

罗氏线圈测电流曲线

罗氏线圈测电流曲线
罗氏线圈（Rogowski Coil）是一种测量电流的传感器，特别适用于测量交流电流。

与传统的电流互感器不同，罗氏线圈不需要与电流导线直接相连，而是通过线圈的感应来测量电流。

测量电流曲线的过程通常涉及以下步骤：
1. 连接罗氏线圈：将罗氏线圈正确连接到测量系统。

罗氏线圈的工作原理是通过电流的变化率来感应电流，因此它不需要直接与电流导线相连。

2. 调整罗氏线圈位置：罗氏线圈的位置相对于电流导线的距离和方向会影响测量的精确性。

通常需要调整罗氏线圈的位置，使其尽可能靠近待测电流导线。

3. 连接到数据采集系统：将罗氏线圈连接到数据采集系统，该系统可以记录罗氏线圈感应到的电流变化，并将其转化为电流曲线。

4. 记录数据：在待测电流传导导线上通电，数据采集系统将记录罗氏线圈感应到的电流变化，并以曲线的形式显示。

这样，你就可以获得电流随时间变化的曲线。

5. 分析曲线：分析记录的电流曲线，了解电流的幅值、频率和波形等信息。

这对于监测电力系统、故障诊断以及工程调试等方面都是有用的。

需要注意的是，具体的测量过程和数据分析可能会因使用的具体设备和系统而有所不同。

罗氏线圈在许多领域都被广泛应用，特别是在电力系统监测和调试中。

Rogowski线圈的抗干扰设计

Rogowski线圈的抗干扰设计[摘要] 论述了Rogowski线圈原理结构，详细分析了罗氏线圈抗外界磁场干扰原理。

介绍了罗氏线圈屏蔽杂散磁场干扰的屏蔽盒的结构原理。

另外，对屏蔽电容耦合作了进行了分析说明。

[关键词] Rogowski线圈屏蔽分布电容1.引言罗氏线圈（Rogowski线圈）相对于传统的电磁式电流互感器，有许多优点：（1）线性度好，无磁饱和；（2）测量范围广，可从几A到几百kA；（3）测量频带宽,从几Hz到几百MHz；（4）体积小，重量轻，成本低；（5）易于实现微机化、网络化。

故罗氏线圈的应用日益广泛。

但随着研究的深入，对电流的测量提出了更高要求，有时测试环境存在很强的电磁场干扰，这会明显影响罗氏线圈测量精度。

因此，能否消除外界磁场干扰是罗氏线圈设计成功与否的关键所在。

由于罗氏线圈是非功率输出并且对交链电磁波敏感的检测单元，电磁屏蔽非常重要。

为此，就罗氏线圈的抗干扰的各种设计原理进行分析论证，并制作线圈进行了验证。

2.罗氏线圈的原理罗氏线圈测量电流的理论依据是电磁感应定律和安培环路定律。

罗氏线圈典型结构如图1。

其一般由漆包线均匀绕在环形骨架上制成，骨架采用环氧玻璃纤维或陶瓷等非铁磁性材料，其相对磁导率与空气中的相对磁导率相同。

图1罗氏线圈尺寸结构罗氏线圈骨架的相对磁导率为1，所以距离中心轴为的任一点的磁感应强度（根据毕奥-萨伐尔定律推导）可表示为：（1）式中，μ0为真空中的磁导率，i(t)为载流导线上的被测电流。

由法拉第电磁感应定律可知，当穿过一定面积的线圈的磁通量发生变化时，该线圈上将感应一定大小的电压，该电压的大小为dφ/dt。

以图1所示结构的罗氏线圈为例，其骨架截面为矩形，单匝线圈上的磁通量的和可用数学表达式表示为：（2）式中，a和b为骨架的内半径和外半径；h为罗氏线圈的厚度；罗氏线圈的绕线匝数为N，则罗氏线圈的感应电压为：（3）（4）M为罗氏线圈的互感系数，罗氏线圈对电流的测量依赖于一个稳定可靠的互感系数，将测得的感应电势进行积分处理，并结合该罗氏线圈的互感系数进行计算，即可得到被测电流的大小。

不同电压等级下的Rogowski线圈电子式电流互感器的研究

计，选用不同的抗干扰方案。１０ＶＲｇｗｋ线并１ｋｏｏｓｉ
屏蔽装置抗外界的电磁干扰，个高电压的微处理整
部分放在一个屏蔽罩里面。当然，蔽罩和积分器屏
的参考电压都应该与外界等电位连接。在１ｋ０Ｖ时，采用第二种绝缘结构，压端和低压端保持一定距高
关键词：子式电流互感器；缘设计；干扰；究电绝抗研
中国分类号：Ｍ４２・３Ｔ５９
文献标识码：Ａ
文章编号：０１８２（０２１－０１０１０－４５２０）００１－３
ｌ前言
随着高压与超高压电力系统中新的微机化测量和快速保护装置的研制成功及逐步推广应用，现有
离，以用衰减系数小的双绞双屏蔽线而不经过Ｅ可／０转换直接传送数据
圈是采用与一次导体相连的绝缘结构，ＯＶ时Ｒ・１ｋ０ｇｗｋ线［－－Ｏ￣体不相连，采用有空气间隙的ｏｓｉ，已经不适应于新型微机化测量与保护装置的
需要，因此，有必要开发研制新一代的以Ｒｇｗｋｏｏｓｉ
０转换调制成光信号。利用光纤把信号传送至低电
位的二次回路，在二次回路再经过ＯＥ光电变换，／
维普资讯
第３９卷第１０期２００２年１０月

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