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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。
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。
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（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[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。
罗氏线圈电流传感检测技术研究概况重点前言随着现代工业发展的进步，对于电力和能源的需求日益增长，而工业领域中对电力系统的可靠性、安全性以及节能性要求也越来越高。
因此，在对各种电气设备进行检测和监控的过程中，电流传感检测技术成为了一种非常重要的方法。
而罗氏线圈电流传感技术就是其中的一种。
什么是罗氏线圈电流传感技术罗氏线圈电流传感技术（Rogowski Coil Current Sensing Technology）也被称为“罗氏线圈电流互感器”，它采用的是电感法探测电流的方法，能够带来很多优势。
该技术是通过由多层螺旋绕组成的线圈来实现的。
当电流通过被测导线时，可以在罗氏线圈中产生电流，从而形成电感效应。
罗氏线圈电流传感技术的优秀特点罗氏线圈电流传感技术具有以下几个优异特点：1.非接触性能：罗氏线圈通过其良好的非接触特性可以避免物理上接触导线，避免热的释放和切断导线的损害，从而提高系统的可靠性和精度。
2.较广的测量范围和高精度：罗氏电流传感器可以覆盖从直流到高频范围的多种电流信号测量，满足了各种不同的应用场景，而且精度也相当高，可以达到0.1%~0.5%。
3.良好的抗干扰性：罗氏线圈传感器不仅可以减小外部电磁环境对电气测量的影响，而且可以有效抵抗系统内部电流互感和串扰等干扰信号。
4.简单、结构紧凑、成本低：不同于其他常规测量电器，罗氏线圈电流传感技术无需多余的部分，使得它小巧，便于维护，还具有较低的成本。
技术瓶颈和应用领域尽管罗氏线圈电流传感技术具有诸多的优势，但是在实际的运用中，也存在着一些技术上的瓶颈和限制。
比如：1.作为测量电气信号的一种无源传感技术，罗氏线圈的信号输出极易受到噪声的影响，因此需要利用信号放大技术来强化信号输出。
2.罗氏线圈电流传感也仅仅适用于线圈放置在测量对象周围的场合，因此对于没有接线端子的设备难以使用。
3.受到开关电源噪声的干扰程度较高，当电流经过一快速的上升和下降电压，噪音信号对罗氏线圈电流传感技术的噪声影响就会更加显著。
伍尔特环形电流互感器伍尔特环形电流互感器（Rogowski Coil Current Transformer）是一种用于测量交流电流的传感器。
它由伍尔特环和信号处理电路组成，可以实现对电流的准确测量和监测。
伍尔特环形电流互感器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当交流电流通过伍尔特环时，产生的磁场会通过环内的线圈，进而在线圈上感应出电压信号。
这个电压信号与通过环内的电流成正比，经过信号处理电路的放大和滤波后，可以得到准确的电流值。
相比传统的铁芯电流互感器，伍尔特环形电流互感器具有多种优点。
首先，由于伍尔特环是柔性的，可以根据实际需求进行弯曲和缠绕，安装更加方便灵活。
其次，伍尔特环形电流互感器没有铁芯，因此不存在磁滞损耗和饱和现象，能够提供更广泛的测量范围和更高的准确度。
此外，由于伍尔特环形电流互感器没有二次线圈，所以没有二次负载，能够提供更好的信号传输性能。
伍尔特环形电流互感器广泛应用于电力系统、工业自动化、电能质量监测等领域。
在电力系统中，伍尔特环形电流互感器可以用于对电网中的电流进行监测和保护。
它可以实时测量电流的大小和波形，监测电网的运行状态，及时发现异常情况，并采取相应的措施，保护电力设备和人员的安全。
在工业自动化领域，伍尔特环形电流互感器可以用于电机控制、电力仪表和电能计量等方面，提供准确的电流信号，实现对工业生产过程的监测和控制。
在电能质量监测领域，伍尔特环形电流互感器可以用于对电网中的谐波、闪变和暂态等问题进行监测和分析，评估电能质量，提供参考和改善措施。
尽管伍尔特环形电流互感器具有很多优点，但在使用过程中仍需注意一些问题。
首先，由于伍尔特环形电流互感器没有二次线圈，因此输出信号较小，需要进行放大和处理才能得到准确的电流值。
其次，伍尔特环形电流互感器对外界电磁干扰比较敏感，需要采取屏蔽和抗干扰措施，以保证测量的准确性。
另外，由于伍尔特环形电流互感器的线圈是柔性的，因此在安装和使用过程中要注意避免弯曲和损坏。
罗氏线圈工作原理罗氏线圈（Rogowski coil）是一种测量电流的无铁心传感器。
它由一个绕制成圆形或长方形的线圈组成，其原理是利用法拉第电磁感应现象。
该线圈通常由细导线制成，它相对于传统的电流互感器具有更快的响应速度、更大的带宽和更小的尺寸。
罗氏线圈的工作原理如下：1. 电流感应：当电流通过测量对象时，将在线圈中产生变化的磁场。
2. 法拉第电磁感应：根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化将在线圈中产生电压。
3. 电压信号：由于线圈中的导线是细导线，它的电阻相对较小，因此电流感应引起的电压非常小。
4. 积分电路：为了获取可测量的电压信号，一般在罗氏线圈输出端通过一个积分电路进行电压信号的积分放大。
5. 电流测量：将罗氏线圈的输出连接到测量设备上，例如模拟电表、示波器或数字电表，可以直接测量到电流的值。
罗氏线圈的主要优点是无需电流互感器的铁芯和磁路，因此可以减小体积，提高响应速度，同时避免了铁芯带来的饱和效应和时间迟滞。
此外，罗氏线圈还具有较宽的频率带宽和线性度，能够测量较大的电流范围。
然而，罗氏线圈也存在一些限制。
首先，罗氏线圈的输出信号与电流的导数成正比，因此无法直接测量交流电流。
其次，在低频范围内，由于罗氏线圈的电压信号较小，需要使用较大增益的积分电路来增强信号，这可能会引入噪音。
为了提高罗氏线圈的性能，研究人员已经提出了多种改进方法，例如引入补偿电容来提高低频响应，优化线圈形状和尺寸来增加灵敏度，以及使用多个绕组来实现多通道测量等。
总结来说，罗氏线圈通过利用法拉第电磁感应现象，将电流转化为电压信号，并通过积分电路进行放大和处理，实现了对电流的测量。
这种传感器具有快速响应、大带宽和小尺寸的优点，适用于广泛的电流测量应用。
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。
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；。
