一种抗强干扰型双面对称布线PCB罗氏线圈

PCB罗氏线圈广泛应用于复杂环境下的电流测量传感头,其抗干扰性能决定着电流测量的准确法。本文设计了一种双面对称布线且设置回线的新颖PCB罗氏线圈,分析了垂直于线圈平面的杂散磁场对传统直连布线、双面对称布线未设置回线及设置回线的三种PCB罗氏线圈互感特性影响,测试了受扰条件下三种线圈与被测载流导体间互感系数,并在此基础上进一步改进了新颖PCB罗氏线圈的回线设计。分析和实验结果表明,回线设置可有效抑制杂散磁场干扰,该新颖PCB罗氏线圈具有很强的抗干扰性能,适合于用作外界杂散磁场复杂情况下的电流测量传感头。     

PCB型Rogowski线圈的可靠性研究

PCB型Rogowski线圈克服了传统手工绕制空心线圈重复性差、准确性低的缺点,便于大规模的自动化生产。可是PCB型Rogowski线圈依靠镀通孔和焊接点实现线圈的绕制和串联连接,这种特殊的结构使得线圈的可靠性取决于镀通孔和焊接点的可靠性。为了设计高可靠性的PCB型Rogowski线圈,介绍了镀通孔的失效模式和失效机理,给出了PCB型Rogowski线圈的失效判据,建立了PCB型Rogowski线圈的可靠性框图和数学模型,基于GJB/Z 299B-98定量地推导出PCB型Rogowski线圈的失效率与线圈镀通孔数目及镜像印制板对数间的关系。最后,预计出测量300 A电流的PCB型Rogowski线圈的平均寿命约为27年。     

一种用于测量脉冲大电流的新型盘形Rogowski线圈的研究

设计了一种用于测量脉冲大电流的新型空心盘形Rogowski线圈。由于其盘形绕组结构,该线圈自感较大,自阻较小,在自积分方式下具有较好的低频响应特性。介绍了这种盘形Rogowski线圈的设计方法和工作原理,分析了电磁屏蔽的机理,推导了自阻、自感、互感、杂散电容等参数的近似计算方法,并简单分析了频率响应特性。脉冲大电流试验说明,所设计的双层盘形Rogowski线圈具有良好的线性度、稳定的灵敏度和优异的频率响应特性。这种新型空心盘形Rogowski线圈在常规及特殊的环境中具有广阔的应用前景。     

高压电子电流互感器Rogowski线圈优化设计

根据安培环路定律和法拉第电磁感应定律,导出了有源型高压电子电流互感器传感头重要组成部分的Rogowski线圈感应电压数学模型。通过建立装配间隙系数、线圈等效尺寸等概念,讨论了决定线圈互感值大小的各项结构参数,得到了依据互感梯度物理意义而提出的Rogowski线圈最优结构设计参数计算模型,即有约束非线性最优化问题。给出了Rogowski线圈结构设计的应用实例,在MATLAB上的计算仿真结果与实际情况相符合,为有源型高压电子电流互感器Rogowski线圈结构优化设计提供了一种理论依据。     

提高Rogowski线圈互换性的新方法

Rogowski线圈电流传感器在电力系统获得了越来越广泛的应用。为了研究Rogowski线圈的互换性,采用直接测量法对制作的Rogowski线圈的互感进行了测量,比较了各种不同条件下的测量结果。测量结果表明Rogowski线圈互感在不同条件下具有较大的分散性,应在实际应用中进行标定;Rogowski线圈互感的偏差受制造工艺水平影响很大,因此互换性较差。为解决这些问题,提出一种将可调电阻作为线圈的负荷电阻安装在线圈本体上的方法,可调电阻为线圈输出提供无源补偿,便于制造具有一致输入输出特性的标准化线圈,提高了线圈的互换性,避免了更换线圈后对整个系统进行重新校准。最后分析了这种补偿方式带来的误差,结果表明它具有很好的性能。     

插板式PCB Rogowski线圈的计算与仿真

插板式Rogowski线圈克服了传统Rogowski线圈难以保证绕制密度的缺点,提高了测量精度。鉴于此,提出了一种基于PCB板结构的Rogowski线圈,其二次绕组采用一块基板及若干辅助插板构成。通过理论计算推导及仿真研究,给出了该插板式Rogowski线圈互感、自感、电容等参数的计算方法,并给出了其位置误差、干扰误差、温度误差的计算方法。同时,对该插板式Rogowski线圈的导线宽度、导线间距等物理尺寸对自感、互感各种误差的影响进行了研究。实验结果表明,该Rogowski线圈测量精度能够达到0.5级,具备很强的抗干扰能力和稳定性,且生产工艺简化,对Rogowski线圈在计量及保护领域的推广具有重要意义。     

Rogowski线圈频率特性分析及拓宽频带方法

针对常规电流互感器呈现的不足，提出了用Rogowski线圈作为混合式光电电流互感器(HOCT)的传感头器件。根据Rogowski线圈测量原理，分析了Rogowski线圈的等效电路，对两种类型(外积分型和自积分型)Rogowski线圈测量系统的频率特性进行了分析，并就如何拓宽Rogowski线圈频带、提高线圈暂态性能进行了研究，提出了相应的改善方法。     

PCB型Rogowski线圈的误差分析

影响PCB型Rogowski线圈测量准确性的因素是多方面的,主要对位置误差和干扰磁场产生的误差进行了分析.PCB Rogowski线圈具有离散的特征,当一次导体偏离理想位置时会产生输出误差.建立了严谨的误差计算数学模型,推导出了一次导体偏离理想位置时的感应电动势的计算公式,分析了线圈结构对误差的影响并给出了控制误差的方...     

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。     

钳形Rogowski线圈性能分析及误差补偿方法

基于钳形Rogowski线圈的互感器能够有效避免现场安装过程中的线路停电现象,减少停电损失。但是钳形Rogowski线圈测量过程主要受到气隙和一次导体偏心的影响,为研究钳形Rogowski线圈的性能,建立了气隙-偏心误差模型,充分分析气隙和一次导体偏心对线圈测量误差的影响,在此基础上提出了相应的误差补偿方法,并设计了一种基于校正PCB板的新型钳形Rogowski线圈,通过监测校正PCB板串联输出量,实现线圈的气隙自校准,从而实现测量误差的补偿。应用效果表明,设计的钳形Rogowski线圈测量准确度高,操作方便。     

罗氏线圈非理想工作情况分析

为了分析罗氏线圈非理想工作情况对测量结果的影响,在假设线圈绕制完全均匀的前提条件下采用了积分算法对非理想工作情况进行分析计算,包括:被测电流导体偏离线圈中心位置、线圈周围存在干扰磁场。计算结果表明:在绕线完全均匀的条件下,上述两种非理想情况对线圈测量结果没有影响。最后分析了被测电流导体与线圈平面不垂直的非理想工作情况的影响。     

方形骨架Rogowski线圈的性能分析

应用于电子式电流互感器的Rogowski线圈以其众多优点赢得了广泛关注,最具实用性的一种是方形骨架Rogowski线圈。为了研究提高该线圈测量准确度的设计策略,先从理论上建立其计算模型,仿真分析和实验了通流导体位置偏移和倾斜时的测量误差以及线圈的抗干扰能力;在此基础上指出:减小线圈的窗口会增强其抗电磁干扰能力,但导体位置变化带来的影响会增加,所以实际制作中应该综合考虑;将线圈布满直棒可以提高线圈测量准确度。这些结论可供Rogowski线圈的实际制作参考。     

外磁场对罗氏线圈的影响分析及验证方法

针对实际电流互感器工作环境,不存在均匀的外界磁场,提出一种分析外界非均匀磁场对罗氏线圈的干扰的新方法.根据相邻电力线在线圈远近两侧产生的感应磁场方向,将其分成两部分,分别分析,并求出产生总的感应电动势恒为零.从而得出在罗氏线圈截面积和匝数密度均匀的条件下,非均匀磁场不会对罗氏线圈产生干扰.针对于干扰情况文中提出两种改进...     

基于Rogowski线圈的新型电压行波传感器

现有行波传感器的行波传变一致性较差,影响故障行波定位准确度。文中研究了一种基于Rogowski线圈原理的印制电路板(PCB)式电压行波传感器。给出了Rogowski线圈的高频工作特性,研究了PCB行波传感器的结构和工作原理,推导出了PCB行波传感器互感系数的计算方法,并分析了行波传感器的抗外磁场干扰机理,为有效检测行波信号提供了理论依据。该PCB行波传感器具有结构新颖、频带响应宽、一致性好、抗干扰能力强等优点。仿真和测试实验表明,PCB行波传感器能有效提高行波精确检测的一致性,可靠传变高频暂态行波信号。     

一种新型的Rogowski线圈——PCB罗氏线圈

介绍了一种新型的罗氏线圈——PCB罗氏线圈的工作原理及制作方法,用MATLAB对PCB罗氏线圈的特性做了仿真。对PCB罗氏线圈进行了灵敏度测试,并对实验结果做了分析。     

Rogowski线圈仿真的分裂算法

为了解罗氏线圈的动态特性,基于分布参数模型研究了一种Rogowski线圈仿真的分裂算法。该法将Ro-gowski线圈等分成若干段,提出每段Rogowski线圈离散时间的等效动态电源模型和Rogowski线圈的离散时间电路模型。该模型在任意长时间内与Rogowski线圈等效,而非在一个积分步长内,这降低了仿真的计算量;描述此模型的参数具有明确的物理含义,不仅可以通过计算求得,也可以通过测量确定,且具有最简单的电路结构和数学描述,可方便地应用于电流互感器装置的仿真之中。提出的方法适用于对均匀和非均匀绕包的罗氏线圈进行高精度的仿真,且方法简单、计算量少,易于实现编程,为罗式线圈电流互感器的研制提供了有效的仿真手段。     

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.