Rogowski线圈的研究现状-中国电机工程学会.PDF

中国电机工程学会高电压专业委员会 2004 年学术会议论文 Rogowski 线圈的研究现状 杨国清，张文元 西安交通大学电气工程学院（西安710049 ） 摘 要：本文阐述了 Rogowski 线圈的应用研究领域的国内外现状，特别针对 Rogowski 线圈应用研究 中的低频小电流的测量、线圈温度效应误差的抑制和补偿、积分环节的设计、线圈几何特性误 差对线圈测量误差的影响以及外界对线圈电磁干扰的抑制等几个问题，文章做了详细的介绍。 关键词：Rogowski 线圈 电流测量 研究 Abstract ：Along with several typical problems as the me asurement of small low-frequency current, the restraint and compensation of Rogowski measuring error caused by environmental temperature change, the design of integral unit, the influence of Rogowski coil geometrical error on its measuring error and the restraint of Rogowski coil environmental electromagnetic disturb, this paper introduces the related research status of the applied research of Rogowski coil. Key words: Rogowski coil current measurement research 1 引言 Rogowski 线圈是由细导线均匀绕制在柔性或硬质骨架上构成的开口环形螺管线圈，其 工作原理为：当一次载流导体穿过线圈空心部分，在线圈的两端会感应出与一次载流导体 电流对时间的微分向量成正比的感应电压向量，感应电压向量经积分后与一次导体电流向 量成线性关系，从而可以通过测量线圈感应电压来反映一次导体电流。由于 Rogowski 线圈 作为一种非接触式电流互感器，具有测量精度高、测量范围宽、频率范围宽、以及能承受 大电流、体积小、成本低等优点[1] [2] ，在强电流和脉冲电流测试领域应用较多。 图 1 Rogowski 线圈结构图 图 2 Rogowski 线圈等效电路图 图 1 所示的 Rogowski 线圈的等效电路如图 2 所示，根据全电流定律和电磁感应定律， 可以得出线圈两端感应电动势 e ： di e M 1 （1 ） dt 其中， M 为线圈的互感， i1 为一次导体电流， L 、r 、C0 分别为线圈的自感、内阻和杂散 电容，R 为信号电阻， i 、 i 、 i 分别为流经 L 、 C 、 R 的电流， u 为信号电阻 R 上 a 2 C R 0 a 0 a 的压降。 由公式（1 ）可知，Rogowski 线圈的电流测量性能主要取决于线圈的互感系数 M ，而 互感系数 M 的大小由线圈匝数、骨架材料的电磁特性以及线圈的几何特性决定。 699 中国电机工程学会高电压专业委员会 2004 年学术会议论文 目前，Rogowski 线圈在电流测量领域已得到了广泛的应用，但在