A-60. 测量雷电流的Rgowski线圈的设计与标定.pdfVIP

测量雷电流的Rgowski 线圈的设计与标定 郝致远，李海波，李清泉 （山东电气工程学院，山东 济南 250061） 摘要： 本文研究的是可测量峰值为200kA 雷电流的自积分式Rogowski 线圈的设计及Rogowski线圈的标定和 改进。通过改变线圈的各种参数，如线圈的匝数、积分电阻等，来研究在测量雷电流时Rogowski 线圈输出信 号的特征，最后通过试验得出各种参数对 Rogowski 输出响应的影响，从而根据不同的环境更好地设计 Rogowski线圈。 关键词：Rogowski线圈 电流传感器 自积分 雷电流 Rogowski线圈是一种特殊结构的空心线 1、引言 圈，其实质是将一组导线绕在一个非磁性的 传统的电流互感器在测量雷电流时存在 骨架上，线圈的两端要从同一端引出，以减 如下问题：体积大，成本高，结构复杂；采 少外界电磁场的影响。线圈可以绕一层，也 用铁磁材料和复杂的线圈绕组，频带窄；测 可以绕多层[3]。单层罗氏线圈结构示意图如 量大电流时，铁芯会产生磁饱和[1]，已经不 图 1 所示： 能很好的满足测量的准确度要求，所以迫切 需要新型的电流传感器来取代传统的电流互 感器。本文针对传统的电流互感器的弊端以 及 Rogowski 线圈的优点，提出了有关 Rogowski 线圈的设计构想。 与传统的电磁式电流互感器和分流器相 比较，Rogowski 线圈有如下优点：体积小， 重量轻，成本低；测量频带宽(从几 Hz 到几 图1 罗氏线圈结构示意图，其中H 为线圈高度，W 百 MHz)；测量范围广(从几 A 到几百KA)；隔 为厚度 离性好，与被测回路没有直接的电气连接； 如果只绕一层，就用单根导线做回线; 对使用无磁材料作为骨架的 Rogowski 线圈 如果绕两层，就一层向前，一层反向绕制作 不存在磁饱和问题[2]。 为补偿回路。添加回线的主要作用是消除垂 本文的工作是研究适用于雷电流测量的 直穿过磁芯平面的磁场引起的附加电压[4]。 Rogowski 线圈，以及 Rogowski 线圈的各种 补偿回线的半径位置 r ，如图 1 所示。通常 c 参数对测量性的影响，最终根据比较的结果， 位于在环截面的中心，如式(1)所示： 进行 Rogowski 线圈的优化，得到可以实用的 a + b (1) r = 测量输电线路雷电流的 Rogowski 线圈。 c 2 (3)Rogowski线圈的工作原理 2、试验装置与测量理论 Rogowski线圈是基于电磁耦合原理工作 (1)试验室中雷电流的产生 的，利用流过线路的电流周围产生的变化磁 在试验室中通常使用冲击电流发生