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罗氏线圈精度受载流导体位置干扰

最近更新时间:2020-05-26 19:57:06

利用罗氏线圈测量载流导体的电流时,可能由于安装、运行 中的振动等各种原因导致载流导体偏离线圈中心或者与线圈骨 架平面有一定的倾斜。

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图2 载流导体偏心示意图

当载流导体发生偏心 时,即导体母线中心位置不 在罗氏线圈的中心位置,而 是偏移了一段距离,偏移距 离设为xR,x≤1,x为偏移系 数,如图2所示。 小线匝c -c的轴线方向 与磁感应强度 B方向之间 的夹角为 q,被测电流在该 线匝产生的磁场强度、磁感 应强度和磁通分别为:

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由于N为罗氏线圈的总匝数,则dq微小弧度含有的匝数为FF1A

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根据电磁感应定律,被测电流在dθ处产生的感应电动势为:

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联立式(4)~式(7)可得被测电流在线圈中产生的总的感应 电势为:

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根据式(9),绘制e -x曲线,如图3所示,由曲线可知,当x≤

0.    5时,e≤0. 1%。在实际应用中,可以保证载流导体的位置 偏心系数小于0. 5,因此,可以忽略载流导体偏心导致的互感系 数的误差。

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图3 e -x曲线

当载流导体发生倾斜时,如图4所示。Z,X,Y方向分别表示 罗氏线圈轴线方向及罗氏线圈所在平面的坐标方向。

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图4 载流导体倾斜示意图

当载流导体母线与罗氏线圈所在平面的法线的夹角为 φ 时,被测电流在Z,X,Y方向均会产生电流分量,分别表示为:

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对于X和Y方向电流分量来说,产生的磁场垂直于线圈平 面,由前述的分析可知,垂直的磁场不会使得罗氏线圈产生感应 电势。因此,只有Z方向电流分量才能使罗氏线圈获得感应电 势,表达式为:

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根据式(1 2),绘 制ε L-φ L曲线,如图 5所示,

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图5 ε L-φ L曲线

由曲线可知, 当载流导体发生倾 斜时,罗氏线圈的等 效互感系数减少,会 给测量结果带来误 差,误差的大小与导 体倾斜的角度有关。 此,在 中,要通过一定的安 装方式保持载流导体垂直于罗氏线圈以减少误差。


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