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罗氏线圈电流互感器

最近更新时间:2020-05-26 19:57:06

罗氏线圈也是一种常见的电流传感器。罗氏线圈又称为Rogowski线圈。1912Rogowski根据Maxwell第一方程证明了罗氏线圈的存在和相关特性。将线圈围绕导电物体绕制,由此产生电磁场强度可由线圈端电压的测量值确定。特别的,线圈端电压与线圈形状无关,科学家将这种线圈称为罗氏线圈‘15】。后来对罗氏线圈做了进一步研究,根据全电流定律,罗氏线圈对脉冲大电流也可进行测量,意味着罗氏线圈有着更广阔的应用范围。早期的罗氏线圈测量精确度有限,往往只能达到2-3%的水平,同时性能也缺乏稳定性。1966年西德

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Heumamn经过长期研究,对罗氏线圈的结构有了进一步认识,他设计了一种全新的线圈结构,大幅提升TN量精确度提高了一个量级。

如下图13所示,罗氏线圈与电流互感器同样是基于法拉第电磁感应定律。我们可以应用法拉第电磁感应定律计算由于被测电流的变化引起的感应电压D

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其中A是绕制在骨架上线圈的横截面积,N是线圈匝数。电压D与被测电流ic的导数成正比。通过积分常数为k,无限高阻抗输入阻抗可以输出以下结果:

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对于导体不在线圈的中央,或是线圈形状不是圆形的情况理论上此方程也适用。但是实际上导体不在线圈中央会带来一定的误差。这是由于线圈密度实际上并不是常数,通常导体离线圈缺口处较近时误差较大。

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虽然依据方程(14)看似罗氏线圈可以测量直流电,但实际上罗氏线圈的原理是感应磁通的变化,磁通的导数与被测电流成正比。在初试电流值v(0)out位置的情况下,不能计算直流电流分量。由于实际的积分器并不完美,它会有一个小但稳定的输入补偿电压,它的频率响应会发生变化,所以增益在低频下会减小。所以实际的罗氏线圈并不适用于测量频率过低的电流[1引。

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