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]。
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]。