雷电流传感器罗氏线圈的研制及测试

基于罗氏线圈的理论分析,结合线圈安装位置的限制,设计了雷电流传感器罗氏线圈,进行了仿真验证和性能测试。结果为：仿真显示所设计罗氏线圈能够达到自积分线圈的要求;性能测试显示所研发的罗氏线圈测量雷电流的准确度和线性度均比较好,可满足雷电参数测量的要求。     

罗氏线圈电流互感器传递特性及对保护继电器的影响

罗氏线圈电流互感器具有线性系统的特性,阐述了罗氏线圈电流互感器的传递特性及其对保护继电器的影响,基于互感器的物理结构分析了罗氏线圈传感器和罗氏线圈电流互感器的频率特性和瞬态特性。分析结果表明,互感器的带宽可以提高保护中继的性能,带宽主要由罗氏线圈传感器和信号处理电路的参数决定。且瞬态电流的测量误差大小主要取决于电流互感器本身衰减直流分量精度的能力高低。针对空芯线圈电流互感器的性能提出了改进措施,以满足保护继电系统在结构设计和测试标准方面的要求。     

罗氏线圈抗扰性能分析与精度改善

罗氏线圈电流传感器以其线性度好,体积小等优点在智能电网和电气设备的电流采样中得到越来越多的应用,但罗氏线圈电流传感器相比于电磁式电流传感器,在测量精度上略显不足,抗扰性较差。本文基于理论分析和电磁场仿真,深入分析外部干扰电流对罗氏线圈精度的影响,并提出改善措施。     

罗氏线圈与隧道磁阻复合的电流测试方法

针对车载微电网中电流频率成分丰富和电磁环境复杂的环境特征,为了实现车载微电网电流测试的问题,利用隧道磁 阻传感器低频特性好和罗氏线圈中高频特性好的优点,研究了罗氏线圈与隧道磁阻复合的全封闭式电流测试方法。 采用 Ansoft Maxwell 对屏蔽壳体的屏蔽效能进行了仿真分析,利用罗氏线圈和隧道磁阻传感器进行工频测试实验,并以钳形电流探 头作为基准完成标定,将标定后的传感器及测试系统进行微电网储能并/ 离网过程中的尖峰脉冲电流测试实验,进行了数据复 合处理。 实验结果表明,复合后的电流测试信号与钳形电流探头测量信号一致性好,特别是尖峰处误差减小,复合后脉冲电流 峰值相对误差减少到 3. 67%。 罗氏线圈与隧道磁阻两种传感器数据复合的电流测试方法对于装备的电气化测试具有重要 意义。     

杆塔雷电流多通道监测方法及其特性分析

通过采用多个罗氏线圈并联,模拟信号无源叠加的方式,可以对雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流分量进行更精准地监测。通过建立多罗氏线圈并联外积分电路模型,根据外积分条件对电路模型进行动态特性(时域和频域)理论分析,可以得出电路模型输入输出关系的理论公式及应用条件。按照雷电流测量要求,对电路模型进行仿真分析;同时依据仿真参数制作传感器,并通过冲击电流实验对传感器进行实验验证。仿真和实验结果表明,所设计的多罗氏线圈并联外积分传感器能够正确还原雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流波形,误差小于2%,动态特性符合实际测量要求,验证了理论结果的准确性,且所设计的电流传感器在实际雷电监测系统中得到了应用。     

罗氏线圈雷电流传感器研究

通过对大电流测量传感器的分析,提出罗氏线圈设计原则,设计出雷电流传感器线圈,并对线圈的输出特性的实际测量,验证设计结果的正确性.     

雷电流传感器低频相位补偿方法研究

雷电流的幅值和陡度是评估电力系统过电压和电子设备电磁兼容性的重要参数。因此,用合适的传感器测量雷电流的波形是必不可少的。利用自积分式罗氏线圈作为雷电流传感器,介绍了工作原理和特点。此外,为了提高自积分式罗氏线圈雷电流传感器的精度,提出了低频相位补偿法的设计过程和电路结构,实现了低频相位补偿。仿真和试验结果验证了低频相位补偿法可以提高自积分式罗氏线圈雷电流传感器的测量精度。     

基于复合积分罗氏线圈的过电压监测方法

基于套管末屏间接式过电压监测方法的思路,提出一种基于复合积分罗氏线圈的过电压监测方法。该方法通过测量电容式套管末屏抽头电流并积分以求得待测电压。在分析工频过电压、操作过电压以及雷电过电压作用下套管末屏抽头电流幅值及频率特性基础上,针对现有罗氏线圈电流传感器的不足,设计了复合积分环节。该复合积分环节由有源积分环节、无源积分环节、高通滤波环节以及罗氏线圈高频自积分环节组成,通过各环节频率特性的相互配合而达到了扩频目的。在此基础上,研制了复合积分罗氏线圈电流传感器,其测量频带范围为30 Hz到3.23 MHz,灵敏度达到100 mV/A,满足过电压下套管末屏电流测量需求。现场测试结果表明,运用该方法可对常见过电压进行准确检测,波形还原效果较好。     

集成式脉冲电流传感器

在印制板的双面上均匀密布环状印刷线路,形成印制板式线圈,代替用导线绕制的传统罗氏线圈.在这种印刷线圈中,印制线路既充当传统罗氏线圈的小线匝的作用,还起着信号的耦合和传输作用.本文分析了双面板印刷线圈的构成方法、测量脉冲电流的工作机理、等效电路模型和线圈本身上升时间的计算方法.研究了印刷线圈的单面、双面和两个顺次串联线圈的自感系数、内阻、分布电容、阻抗特性和相频特性,并归纳了影响印刷线圈上述电气参数的重要因素.利用所制作的印制板式传感线圈测量脉冲功率源中的脉冲大电流.理论研究与实验表明,在不影响传感器带宽和动态特性的前提下,可以用环状印刷线路代替传统罗氏线圈的绕线;将印刷线圈顺次串联,能有效提高传感器的信噪比.     

罗氏线圈的频率特性分析与传感器的设计方法

研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给出了一种新型结构的自积分与外积分复合式罗氏线圈积分器的设计过程和参数选取方法,在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带拓宽到线圈的自然谐振频率.仿真与实验验证了这种新型的罗氏线圈传感器可工作在从工频到高频的大带宽测量范围.     

局部放电检测用宽频带电流传感器的探讨

研究了带铁芯的罗戈夫斯基线圈型电流传感器的几个主要参数对其传递函数幅频特性的影响 ,综合考虑各种因素 ,探讨了具有最优幅频特性的宽频带罗戈夫斯基线圈型电流传感器。     

一种基于磁动势平衡的Rogowski线圈控制模型

Rogowski线圈主要应用于脉冲大电流的测量,而电力系统中测量用电流互感器的使用环境中存在着诸多干扰。因而,要实现Rogowski对线圈工频稳态电流的准确测量,就需要了解Rogowski线圈对工频稳态电流的测量特性以及干扰对测量的影响。为此提出了一种基于磁动势平衡思想的Rogowski线圈动态控制模型,利用该模型描述了Rogowski线圈的一、二次侧各电气参量,并对互感器工频电流的稳态测量特性、干扰信号的影响作出了分析。     

电容储能脉冲功率源中ROGOWSKI线圈标定方法

采用电荷守恒原理研究了电容器放电下的ROGOWSKI线圈标定。针对具体电路结构提出了测量电容器中电荷转移量的标定方法,分析了包括电容值测量误差、电阻分压器测量误差、ROGOWSKI线圈测量通道误差等影响标定误差的主要因素。实验比对结果表明新标定法准确度较高。     

高压直流电子式电流互感器Rogowski线圈研究

为实现高压直流系列产品国产化,从高压直流电子式电流互感器(electronic current transformer,ECT)的传感部分核心器件——Rogowski线圈的研究着手,分析Rogowski线圈的原理和特点,提出一种适用于高压直流ECT的Rogowski线圈设计方案,介绍其规格参数、制作及安装等。频率响应试验证明Rogowski线圈对各频率谐波电流的幅值测量误差在0.2%以内,线圈响应灵敏度试验证明Rogowski线圈的相位误差在200μs以内,该线圈的设计性能均满足国际标准要求,验证了Rogowski线圈设计方案具有测量精度高、功率输出低、结构简单、线性良好、测量值易于数字化输出等优良特性,为该产品的国产化实现提供了技术依据。     

基于Rogowski线圈的电流互感器信号处理中积分算法的研究

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛应用前景，备受关注。但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度，本文对Rogowski线圈的积分算法进行了研究，分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式，并对其性能进行了分析。从中得到了一些有益结论，可进一步改善积分环节，提高电子电流互感器的测量精度。     

电子式电流互感器的积分器技术

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛的应用前景,但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度.对Rogowski线圈的积分算法进行了研究,分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式,设计了新的积分器,以进一步改善积分环节,提高电子电流互感器的测量精度.设计了数字积分器,其精度可满足IEC60044-8标准0.2级要求.     

Rogowski线圈的结构与电磁参数的研究

电流互感器是电力系统中的重要设备,对电力系统的正常运行和精确计量起着十分重要的作用。随着国民经济的发展,各种供电电压等级不断出现,对电力系统的测量和保护准确度要求不断提高。Rogowski线圈主要用在测量交流大电流、脉冲电流、电力系统中的暂态电流等方面,它具有输出功率低、结构简单、线性度良好等特点。分析了3种不同截面形状(矩形、圆形和跑道形)的Rogowski线圈,针对不同截面形状的线圈建立了不同的数学模型,研究了Rogowski线圈结构参数(如线圈宽度、厚度和中心半径)和电磁参数(如线圈自感、互感和内阻)之间的关系。通过MATLAB软件对Rogowski线圈进行的仿真研究证明:从结构上来看,圆形截面的Rogowski线圈最优,跑道形次之,矩形最差。     

小型大电流Rogowski线圈设计及性能

为适应电流测量的新要求,介绍了一种针对高频大电流测量的小型Rogowski线圈。研究了线圈不均匀放置包括偏心放置和倾斜放置对电流测量性能的影响后提出了线圈屏蔽盒、线圈导线多层绕制和使用磁芯线圈等设计方案,并使用多种结构的线圈测量了电流波形,得到了大量的测试数据。对比国外标准电流测试探头测试数据改进设计,取得很好的效果,并证明了使用磁性材料利于满足线圈自积分条件,但使用磁性材料必须充分考虑工作频带和饱和磁感应强度,相比而言空心线圈的工作频带更宽。     

基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究

自积分式Rogowski线圈的体积小、频率响应高,是测量脉冲大电流信号的理想手段。本文分析了Rogowski线圈测量脉冲电流的原理,建立了自积分式Rogowski线圈分布式参数模型,分析了影响线圈频率特性的主要因素,采用电磁场数值分析方法建立了线圈三维电磁场模型,提取了线圈的电感、电容参数。利用求取的参数及等效电路,对其开环特性、闭环转移阻抗及相关影响因素进行仿真,仿真与实验结果对比表明了所建立电路模型的合理性,同时验证了参数的准确性。     

分布电容对Rogowski线圈动态特性影响研究

在简单分析测量脉冲电流的微分式Rogowski线圈的工作原理基础上,详细论述了Rogowski线圈分布电容的计算方法、测量原理以及分布电容对线圈动态特性(即时域和频域)影响机理.为确保传感器具有良好的动态特性,必须串接最佳阻尼电阻,给出了最佳阻尼电阻的计算方法.仿真和现场测试结果表明,本文提出的方法,对于设计具有合理电磁参数Rogowski线圈,确保传感器具有较好的动态特性,起到理论指导作用.