羅氏線圈電流互感器

　　導(dǎo)讀：羅氏線圈電流互感器是一種特殊的電流互感器，其沒有鐵心，因此具有和普通的電流互感器所不一樣的特點(diǎn)，本文就在講述了羅氏線圈電流互感器的基礎(chǔ)上，將其與普通的電流互感器進(jìn)行了比較，快來看看吧~

一、羅氏線圈電流互感器- -簡介

　　羅氏線圈，羅哥夫斯基線圈的簡寫，英文名稱為Rogowski Coil，又名為電流測量線圈、微分電流傳感器，由于羅氏線圈不同于電流互感器不含鐵心，故也稱其為空心線圈。羅氏線圈是一個(gè)均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈，其輸出信號(hào)是電流對(duì)時(shí)間的微分，再通過一個(gè)對(duì)輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行積分的電路，就可以真實(shí)還原輸入電流。由于羅氏線圈具有響應(yīng)速度快、幾乎沒有相位誤差、不會(huì)飽和、電流可實(shí)時(shí)測量等的特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于可控硅整流、繼電保護(hù)、變頻調(diào)速、雷電信號(hào)采集、短路測試等諸多場合。

二、羅氏線圈電流互感器- -工作原理

　　羅氏線圈的原理圖如下圖所示，羅氏線圈可直接套在被測導(dǎo)體上進(jìn)行交流電流的測量，其主要基于法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律。當(dāng)被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時(shí)，在環(huán)形繞組所包圍的體積內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場，強(qiáng)度為H，由安培環(huán)路定律得∮H·dl=I(t);由B=μH，e(t)=dΦ/dt，Ф=N∫B·dS，e(t)=M·di/dt得當(dāng)其截面為矩形時(shí)，互感系數(shù)M=μ0Nhln(b/a)/2π，自感系數(shù)L=μ0N^2hln(b/a)/2π。由此可見，線圈一定時(shí)，M為定值，線圈的輸出電壓與di/dt成正比，也就是說，羅氏線圈的輸出電壓與被測電流的微分成正比，只要將其輸出經(jīng)過的積分器，即可得到與一次電流成正比的輸出電壓。

　　注：H——線圈內(nèi)部的磁場強(qiáng)度

　　B——線圈內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度

　　μ0——真空磁導(dǎo)率

　　N——線圈匝數(shù)

　　e(t)——線圈兩端的感應(yīng)電壓

　　a——線圈橫截面的內(nèi)徑

　　b——線圈橫截面的外徑

　　h——截面高度

三、羅氏線圈電流互感器- -與電流互感器的比較

　　電流互感器，有鐵心，一般是把原邊的大電流變換成副邊的小電流，然后通過I/V變換，輸入到ADC采樣。而羅氏線圈，沒有鐵心，就是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，直接在副邊產(chǎn)生電壓信號(hào)。較電流互感器而言，由于羅氏線圈沒有鐵心，因此不存在鐵心飽和現(xiàn)象，可以直接測量很大的電流;但正因?yàn)槠錄]有鐵心，羅氏線圈感應(yīng)出的電壓信號(hào)相對(duì)于有鐵心的電流互感器來說非常微弱，而且非常容易受到外部環(huán)境雜散磁場的影響，因此羅氏線圈對(duì)繞制工藝的要求是很高。另外，羅氏線圈感應(yīng)出來的電壓信號(hào)，不能直接用作電流信號(hào)，必須要對(duì)其進(jìn)行微分運(yùn)算，才可以還原回你要的電流信號(hào)。目前羅氏線圈僅用于特大電流的場合，一般計(jì)量儀表都是采用電流互感器。

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