Rogowski线圈频率特性分析及拓宽频带方法

高压电力电缆绝缘在线监测

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1.2 局部放电法
上海电力局电缆输配电公司使用便携式电力电缆局部放电
在线监测仪器，开展 PD信号的辨认和分析研究工作。
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1.2 局部放电法
还可以使用便携式电力电缆局部放电在线监测仪器，开展 GIS 电缆终端的PD在线监测。
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1.2 局部放电法
英国高压电缆PD在线监测
图b16-1 电磁耦合法的电流传感器安放位置图
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1 国内外110kV ~500kV高压电力电缆绝缘在线监测研究概况
国内外现有高压电力电缆绝缘在线监测方法主要有 (1)直流叠加法(2)直流成分法(3)tgδ法(4) 电桥法(5)交流叠加法(6)低频重叠法(7)谐波分量法(8)接地线电流法与环流法(9)局部放电法 (10)温度法及上述各种方法的复合诊断法。其中的一些传统的监测方法，如直流叠加法、直流成分法、tgδ法、电桥法、交流叠加法、低频重叠法较适合在6~35kV高压电力电缆中应用，而不适合在更高电压等级的电缆中应用。
图a3双端接地单相电力电缆，金属屏蔽层接地电流在线监测接线示意图
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1.1 接地线电流法与环流法
图a4 交叉互联XLPE 电缆的一个标准单元的接线示意图
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1.1 接地线电流法与环流法
图h1电缆护套交叉换位电缆接地电流与环流在线监测系统
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1.1 接地线电流法与环流法
图h2 交叉互联电缆标准单元接线中a1 - b2 - c3 的等值电路图
国内外现有的110~500kV高压电力电缆绝缘在线监测方法主要有接地线电流法与环流法，局部放电法和温度法。下面分别介绍这些方法：
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1.1 接地线电流法与环流法
图a1单点接地电缆，接地线电流法原理图

PCB型Rogowski线圈的设计与特性分析

中图分类号：TH12，TP212 文献标识码：A
1 引言
在现代电力系统中，Rogowski 线圈（以下简称罗氏线圈）已被广泛应用于测量各种变化的电流。作为一种电流传感单元，由于具有测量范围宽、绝缘性能好、频带宽、线性度好、不含铁心、无磁饱和现象等一系列优点[1]，已成为电力互感器发展的新方向。普通的罗氏线圈是用手工或绕线机将导线均匀地绕在环形非铁磁骨架上制成，采用这种方式加工出来的产品，很难做到线圈均匀绕制和每匝截面积相等，而且易断线，分散性较大，从而导致测量时准确度不高，也不利于产业化发展。因此，为了解决以上问题，设
x=fmincon（‘jsqfun’，x）得到优化的设计变量，经圆整后得 m1n =1.5mm，m3 =2.5mm，z1 =18，z3 =17，β ＝15° 44′ 24″ ，b1 =16mm， b3=35mm
4 结论
对可移式管螺纹成型机的减速器和工作方式在结构上进行
技术难题。
参考文献
1 郑增铭，郭攀成.机械力学与机械设计［M］. 兰州：兰州大学出版社，2004 2 周廷美，蓝悦明.机械零件与系统优化设计建模及应用［M］. 北京：化学工业
2009 年 8 月
文章编号：1001-3997（2009）08-0024-03
PCB 型 Rogowski 线圈的设计与特性分析 *
鲍丙豪龚勇镇赵洪利张玲（江苏大学机械工程学院，镇江 212013）
Design and characteristics analysis of PCB rogowski coil
工艺的影响，其骨架尺寸有一定限制，由它增大 M 的空间很小；考
虑到铜线太细易断裂的缺点，匝数的密度也随着线圈内外径的确
定而基本确定下来。所以，采用该方法存在着一定缺陷。

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。

基于罗氏线圈的电流检测技术

基于罗氏线圈的电流检测技术摘要：本文通过对罗柯夫斯基线圈的参数分析，结合相关参考资料的分析，系统总结出罗氏线圈的结构特性，根据罗氏线圈的基本设计流程，设计出满足低压电器通断试验要求的罗氏线圈，并配合相应的罗氏积分器和尼高力（Nicolet）数据采集系统，通过200kA通断试验控制监控系统，验证所设计的罗氏线圈符合试验要求。

关键词：电流检测、罗氏线圈、通断试验研究现状近年来，我国低压电器行业出现了巨大的变化，低压电器的检测技术也随之被推向了快速发展的阶段。

这就对试验检测设备的试验和测量速度、精度都提出了更高的要求。

传统的试验方式中，电流检测装置主要采用带有铁心的电磁式电流互感器，其体积大、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[1]。

而近年来，随着电气技术和计算机技术的普遍应用，国内外普遍采用了精度更高、更为可靠的数据测量，其中优势比较明显的就是运用罗柯夫斯基线圈(Rogowski线圈，以下简称罗氏线圈)技术的测量方式[2]。

罗氏线圈作为电流传感元件，具有测试频带宽、无磁饱和、结构简单等一系列优点，成为测量脉冲电流的理想元件[3]。

本文首先阐述了罗氏线圈结构特点，通过感应电势、电磁等参数推导，得出罗氏线圈等效电路计算方法，从而得出罗氏线圈的基本设计流程，设计出满足低压电通断试器验要求的罗氏线圈。

1 罗氏线圈的结构特点罗氏线圈的骨架芯由非磁性材料制成，截面均匀并具有环形结构，在制作罗氏线圈时，线圈沿骨架芯均匀紧密缠绕足够匝数后，再在线圈的末端接上终端电阻，用Rs表示。

罗氏线圈的另一特点即“回绕”结构，也就是当线圈沿着闭合曲面环绕到终点后，需要回绕至起点。

如果用于测量大电流，罗氏线圈通常选用空心骨架芯，而如果测量一个小的稳态电流时，则骨架芯通常会选择铁磁材料，目的是使感应信号的强度增强。

这种“回绕”的结构是罗氏线圈的关键特征，在实际使用中，我们应根据罗氏线圈所要测量的目标和工作场所来确定骨架芯选用何种材料[4]。

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

罗氏线圈的响应频率

罗氏线圈的响应频率引言：在电磁测量领域，罗氏线圈（Rogowski Coil）是一种广泛使用的电流传感器，它能够无接触地测量交流电流。

与传统的电流变压器相比，罗氏线圈具有更宽的频带、更好的线性度以及更低的相位延迟。

本文档将深入探讨罗氏线圈的工作原理、设计要素及其响应频率特性，并对如何优化其性能提供指导。

一、罗氏线圈的工作原理罗氏线圈基于法拉第电磁感应定律工作。

当通过待测导体的交流电流发生变化时，产生的交变磁场会在罗氏线圈的绕组中感应出一个电压信号。

这个电压信号与被测电流的变化率成正比，因此罗氏线圈本质上是一个微分电流传感器。

二、罗氏线圈的设计要素罗氏线圈的设计包括以下几个关键要素：1. 线圈的绕制方式：通常采用多圈细线绕制成螺旋形或环形。

2. 线圈的截面积：应尽可能小以减少内部感生电动势的影响。

3. 线圈的绕组密度：决定了线圈的灵敏度和空间分辨率。

4. 线圈的材料：需要选择低磁导率的材料以减小磁饱和效应。

5. 线圈的电气参数：包括线圈的自感、电阻和寄生电容，这些参数直接影响线圈的响应频率。

三、罗氏线圈的响应频率罗氏线圈的频率响应是其最重要的特性之一，它决定了线圈能够准确测量的电流频率范围。

理想情况下，罗氏线圈的频率响应应该是平坦的，即在整个频率范围内输出电压与输入电流的频率无关。

然而，由于线圈自身的电气特性，实际的响应曲线会出现不同程度的偏差。

1. 低频响应：在低频端，罗氏线圈的输出受到线圈自身电阻和寄生电容的限制，可能会出现衰减。

为了改善低频响应，可以增加线圈的绕组数量或者使用低电阻材料。

2. 高频响应：在高频端，罗氏线圈的输出受到线圈自感和寄生电容的影响，可能会出现谐振现象。

为了避免高频共振，可以通过调整线圈的几何结构或者添加阻尼元件来降低Q值。

四、优化罗氏线圈的响应频率为了获得最佳的响应频率特性，可以采取以下措施：1. 使用合适的绕制技术和材料以优化线圈的电气参数。

2. 通过电路补偿技术来校正线圈的频率响应，例如添加串联电阻或并联电容来调整谐振频率。

罗戈夫斯基线圈

罗戈夫斯基线圈-罗戈夫斯基线圈??罗戈夫斯基线圈-正文?一种利用电磁感应原理和全电流定律，测量大冲击电流（几十kA到几百kA）或冲击电流的时间变化率的装置。

其结构类似于原边为一匝的变压器（见图）。

图中I是被测的冲击大电流,作为原边；副边的n匝绕组绕在一个骨架上。

在冲击电流I的电磁场作用下,在副边绕组产生正比于dI/dt的感应电动势。

此电动势在副边绕组和积分电阻R中产生电流i，它可近似地表示为：i=I/n。

通过测量R上的电压来确定原边冲击电流I。

用一个RC积分网络代替积分电阻，也可以测出原边的冲击电流。

此时，有近似关系：I＝nRCUc/L式中R和C分别为积分网络的电阻值和电容值，Uc是积分电容上的电压，L是线圈的电感。

如果不接积分网络,则在副边绕组输出的信号正比于dI/dt,即测得冲击电流的时间变化率。

为了减小测量冲击电流时的电磁干扰，可在罗戈夫斯基线圈外面装一个开缝的金属屏蔽盒。

采用铁氧体心作为线圈的骨架，并在副边绕组周围装上消除寄生振荡的衰减网络，可以使罗戈夫斯基线圈的频带从百分之几赫到几百兆赫。

罗戈夫斯基线圈因为原、副边之间有很好的绝缘；测量回路对主回路的影响小，电能损失少；频带很宽等优点，广泛地应用于高电压技术、等离子体研究、脉冲功率技术等领域中有关脉冲电流的测量。

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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。