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.     

采用主副印制电路板构造的Rogowski线圈性能分析及设计

Rogowski线圈在制造时,二次线圈是半手工绕制,线圈密度很难做到恒定,使得测量准确度不高,难以满足计量和批量生产的要求。文中提出了一种基于印制电路板的Rogowski线圈的新结构,二次绕组采用一块主印制电路板和若干副印制电路板制作,可以实现完全的生产自动化。推导了所设计的Rogowski线圈的互感和自感系数,介绍了制造的关键技术,并提出了运用“货币原理”实现Rogowski线圈的柔性设计和构造的新思路。实验结果表明,该Rogowski线圈的测量准确度高,能够满足计量和保护的双重要求,对Rogowski线圈的大规模生产和推广应用具有重要的实用价值和现实意义。     

采用主副印制电路板构造的Rogowski线圈性能分析及设计

Rogowski线圈在制造时，二次线圈是半手工绕制，线圈密度很难做到恒定，使得测量准确度不高，难以满足计量和批量生产的要求。文中提出了一种基于印制电路板的Rogowski线圈的新结构，二次绕组采用一块主印制电路板和若干副印制电路板制作，可以实现完全的生产自动化。推导了所设计的Rogowski线圈的互感和自感系数，介绍了制造的关键技术，并提出了运用“货币原理”实现Rogowski线圈的柔性设计和构造的新思路。实验结果表明，该Rogowski线圈的测量准确度高，能够满足计量和保护的双重要求，对Rogowski线圈的大规模生产和推广应用具有重要的实用价值和现实意义。     

柔性Rogowski线圈的研制

Rogowski线圈由于具有良好的线性度,不存在饱和现象,而且实现了原、副方的电气隔离,在电流测量领域有广泛的应用,但由于其金属外壳,在某些场合的应用受到限制。为此主要研究了柔性Rogowski线圈在测量冲击电流中的应用,首先介绍了外积分式Rogowski线圈的工作原理,然后从时域的角度分别论述了阻尼电阻的选取和电容器的非理想化对柔性Rogowski线圈性能的影响,并分析信号引出线对测量结果的影响。实验证明,通过合理的设计和采取良好的屏蔽措施,柔性Rogowski线圈在测量冲击电流时具有较高的性能和更广泛的应用。     

双面对称布线印制电路板型Rogowski线圈

印制电路板(PCB)型Rogowski线圈广泛用作复杂电磁环境下的电流测量传感头,其性能决定着电流测量的灵敏性和精确度。针对传统直连结构PCB型Rogowski线圈的不足,设计了一种双面对称布线PCB型Ro-gowski线圈,在PCB板双面均匀密布沿半径方向且两端带导孔的直连铜箔,通过外径导孔处小段圆弧连接布线铜箔呈对称结构,使得线圈结构对称且单匝线圈垂直于PCB板面并指向轴心;在输出端设置与绕线方向相反的回线以抵消垂直PCB平面的杂散磁场干扰。计算了线圈的电磁参数,研究了被测载流导线偏离线圈轴线及线圈外存在干扰电流时线圈与被测载流导体间的互感特性并测试了其互感值。实验测试结果与理论计算值相符,表明该PCB型Rogowski线圈一致性好,抗干扰性能强,适合于用作外界杂散磁场复杂情况下的电流测量传感头。     

Rogowski线圈结构参数仿真研究

Rogowski线圈作为一种电流传感头,适当选取其电气参数,有利于提高测量的可靠性和精确度.分析了罗氏线圈结构尺寸与电气参数的关系,建立了线圈的数学模型.对基于Matlab环境下所作的不同结构参数下的仿真结果(时域和频域特性)进行比较,总结出结构尺寸对线圈特性的影响规律,提出优选方法.     

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。     

方形截面Rogowski线圈的一致性分析

为分析Rogowski线圈大批量制造时的一致性特性,推导了方形截面Rogowski线圈的电气参数与结构参数的关系,并分析了主要电气参数对线圈输出特性的影响,基于成品线圈的端口参数测量,提出了一种基于端口参数的校正系数来提高大批量线圈一致性的方法。试验结果表明,采用该方法校正的Rogowski线圈具有较好的一致性,可与积分器随机匹配使用。此方法能有效提高大批量制造Rogowski线圈的一致性,降低了线圈加工过程中的精度要求,具有一定的应用价值。     

基于Rogowski线圈的数字积分器仿真及研究

Rogowski线圈的输出信号与原信号成微分关系,为了还原原始信号,积分器是一个至关重要的环节.主要从继电保护的实际需求出发,对电子式电流互感器所采用的数字积分器的动态特性进行分析研究,根据设计精度的要求,提出了适当的算法,通过应用广泛的电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证并得到了较理想的结果.从工程实用化的角度出发,提出了实际应用中应该注意的问题及其对策.     

Rogowski线圈电流互感器校验方法研究

介绍Rogowski线圈的工作原理，给出Rogowski线圈的电流互感器测量系统框图，进而阐述了几种校验方法，最后设计出一种校验系统，通过试验证明其正确性。     

一种基于印刷电路板技术的窄带型空心电流互感器

空心电流互感器响应快、不存在磁饱和、成本低廉,是近年来广泛关注的一种电子式互感器。传统手工绕制的空心线圈无法完全满足理想空心线圈的基本假设,在准确度和稳定性方面存在一定缺陷,基于印刷电路板技术的空心线圈的出现有效解决了这一问题,先后有组合型和平板型两种结构被提出。笔者提出了一种印刷电路板空心线圈的窄带型结构,该结构作为上述两种结构的有效补充,适合应用于制作外形不规则的大尺寸空心线圈。相关试验表明,窄带型空心线圈测量准确度较高,应用前景广阔。     

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。     

一种测量小电流的PCB平面型Rogowski线圈

提出了一种用于小电流测量的印制电路板（PCB）平面型Rogowski线圈电流互感器,给出了其结构和工作原理,推导出了线圈互感系数的计算公式,并分析了其抗外磁场干扰的机理,设计了实验模型。测试结果显示:额定100 A的小电流测量准确度达到了0.2级,具有较强的抗电磁干扰能力和抗直流能力,适合作为电子式电能表和继电保护专用电流变换器,也可用于抗直流领域的小电流测量。这对于开发新型电流互感器具有积极的意义。     

Rogowski线圈磁心饱和问题的研究

本文提出了通过计算带磁心Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈磁路的励磁电流来判断磁心是否饱和的方法，并将此方法用于实际线圈的参数设计。     

自积分式Rogowski线圈的电磁参数对其频带影响的研究

对测量高频脉冲电流的自积分式Rogowski线圈的频带宽度特性进行研究,可以为在实际应用中优化线圈设计,提高测量精度提供参考.本文通过建立的Rogowski线圈等效集中参数模型,利用Matlab仿真软件定性地分析了内阻、自感、分布电容以及取样电阻等电磁参数对自积分式Rogowski线圈频带宽度的影响.结果表明,在满足自积分式条件下,线圈的内阻、自感系数、分布电容以及取样电阻应尽可能的小,以防止高频极点下降从而降低自积分式Rogowski线圈的频带宽度.根据仿真及分析结果选择一个自积分式Rogowski线圈的典型参数,并利用仿真验证了其测量脉冲电流的性能,从而验证了本文仿真结果的正确性.     

一种印制板罗氏线圈的结构参数和电磁参数影响研究

设计了一种具有单面线圈结构的印制板罗氏线圈,对其结构参数和电磁参数之间的相互影响以及它们对线圈动态特性的影响进行了研究,并归纳了影响其电磁参数和动态特性的重要因素。获得了所设计的具有单面线圈结构的印制板罗氏线圈的幅频特性和相频特性的试验曲线,利用它测量了脉冲功率源中的脉冲大电流。实验表明,所得出的有关分析和优选印制板罗氏线圈的结构参数和电磁参数的分析方法,对于快速设计具有合理结构、最优电磁参数和良好动态特性的印制板罗氏线圈,具有指导价值。     

基于Rogowski线圈用数字积分器的设计

设计了一个能用于Rogowski线圈的数字积分器,能克服直流偏移对传统积分器的影响,解决了积分器的饱和问题,并且利用DSP Builder工具完成了对算法的编程。该方法在现场可编程门阵列芯片具体实现中加入直流分量,连续运行72 h不发生饱和现象。