羅氏線圈傳感器及應(yīng)用研究.pdf

1、電流測量是測量領(lǐng)域不可或缺的部分，它對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、保護(hù)電氣設(shè)備十分重要。羅果夫斯基線圈（Rogowski Coil，以下簡稱羅氏線圈）可測量多種性質(zhì)的電流或相關(guān)量，在計(jì)量、監(jiān)測與保護(hù)等裝置中應(yīng)用廣泛。但不同應(yīng)用環(huán)境對(duì)羅氏線圈傳感器性能指標(biāo)要求不同：計(jì)量裝置要求傳感器準(zhǔn)確度高，監(jiān)測裝置要求傳感器穩(wěn)定可靠，保護(hù)裝置要求傳感器快速響應(yīng)。傳感器的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理及終端電阻匹配都將影響傳感器性能。因此，針對(duì)

2、不同的要求，采用合理的設(shè)計(jì)方法使羅氏線圈傳感器在不同的應(yīng)用環(huán)境下均具有優(yōu)良的傳感性能具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文立足工程實(shí)際，以羅氏線圈的各種應(yīng)用為主線展開羅氏線圈傳感特性的研究與分析。首先根據(jù)被測量的不同應(yīng)用要求，明確羅氏線圈傳感器的不同性能指標(biāo)。而后選取3種有代表意義的傳感器研究分析：用于電能質(zhì)量分析儀的開合式寬量程電流傳感器、用于直流輸電系統(tǒng)短路保護(hù)的快速電流變化率傳感器、用于雷電流監(jiān)測的脈沖大電流傳感器。本文分別建立

3、了羅氏線圈集總參數(shù)等效模型和分布參數(shù)等效模型，借助兩種模型仿真分析羅氏線圈各種參數(shù)對(duì)其傳感性能的影響規(guī)律。集總參數(shù)等效模型可準(zhǔn)確分析被測信號(hào)頻率在100kHz以下時(shí)傳感器的性能，分布參數(shù)等效模型主要用于分析快速電流變化率傳感器的高頻響應(yīng)特性。
　　本文通過理論研究和仿真分析得出了羅氏線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)、屏蔽方式及終端電阻對(duì)羅氏線圈傳感器的準(zhǔn)確度、頻帶、響應(yīng)時(shí)間及信噪比的影響規(guī)律。所得結(jié)論對(duì)不同應(yīng)用環(huán)境下羅氏線圈的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)性意義。根據(jù)