基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计

罗氏线圈在进行断路器零区电流测量时，由于线圈结构参数的相互制约，在提高灵敏度的同时会造成测量带宽的下降，因此同时满足高灵敏度和宽频带的要求存在较大困难。为此文中提出基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计方法。基于解析方法分析，确定了满足传感器灵敏度要求的系列结构参量，基于Ansys-Q3D Extractor仿真，确定各组结构参量的高频电磁参数，并通过Ansys-Circuit电路仿真所确定对应的频率特性，从而实现了对频率特性优化设计，频率特性测试结果验证了上述幅频和相频特性仿真结果的正确性。最终，在零区电流测量实验中，文中传感器与KEMA-CZM型零区系统的测量结果相一致。