罗氏线圈电流互感器
随着社会的不断发展,电器智能化程度也不断提高。对于各种智能化电器而言,要求在电能传输过程中实现对电流的实时、精确地检测,防止电气事故发生,减少不必要的经济损失和人身伤亡。
目前市场上电流检测装置种类较多,主流的有分流器、霍尔电流传感器。但用分流器检测大电流或高频电流时,容易引起测量上的误差。而霍尔电流传感器在测量大电流时,由于磁芯会发生饱和,且价格较贵,也一定程度上限制了它的应用范围。
1912 年俄国人 Rogowski 首次提出罗氏线圈(Rogowski Coils),以罗氏线圈为检测元件的采样电流互感器不存在磁芯饱和和磁芯非线性的问题。它的电流测量范围大,重量轻,线性度好,体积小,结构简单易于加工、绝缘简单。但相比于传统的电磁式电流互感器,它唯一的软肋是高精度,并且对工作环境要求苛刻,容易受到外部电磁干扰,尤其在空间十分紧凑的电气设备中电磁环境复杂,又受空间限制,也难以采用优良的电磁屏蔽。
为了让其发挥最大的功用,我们必须提高它的精度。首先,我们要弄清影响精度的有哪些因素,然后在寻求对应的解决方法。
一般影响罗氏线圈精度的因素有,外部磁场,平行磁场,轴向磁场。通过理论建模和仿真分析,对不同方向干扰磁场对线圈的影响也做了深入的分析,这样更助于罗氏线圈精度和抗扰度分析评估以及性能改进。
根据对外部干扰磁场的分析,针对不同方向的干扰磁场有不同的措施加以消除。对于平行干扰磁场,可以在线圈均匀绕制的基础上不断增大绕线致密度,以减小线圈产生的磁场与平行干扰磁场的耦合; 对于轴向干扰磁场,在工艺条件允许的情况下,可以通过绕制差分返回匝的方式,抵消轴向干扰磁场与线圈之间的互感,但若工艺条件无法满足,可以选用铜箔返回匝方案提高线圈的精度和抗扰度。