罗哥夫斯基线圈的原理和特点

2017-4-2 10:10| 发布者: admin| 查看: 2279| 评论: 0|原作者: admin

摘要: 导读：根据罗哥夫斯基线圈的原理所制造的电流互感器目前已经有着广泛的应用。相比普通的电流互感器，最大的特点就是输出是电压信号。接下来，工控站就讲解一下罗哥夫斯基线圈的原理和特点。 1、什么是罗哥夫斯基 . ...

导读：
   根据罗哥夫斯基线圈的原理所制造的电流互感器目前已经有着广泛的应用。相比普通的电流互感器，最大的特点就是输出是电压信号。接下来，工控站就讲解一下罗哥夫斯基线圈的原理和特点。

1、什么是罗哥夫斯基线圈
      Rogowski线圈（洛氏线圈 )又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。

2、罗哥夫斯基线圈原理
   罗戈夫斯基( Rogowski)线圈的工作原理是空心线圈的二次绕组绕在非磁性骨架上（如下图所示），非磁性材料使这种传感器线性度极好，不会饱和也无磁滞现象，因此，空心线圈具有良好的稳定性能和暂态响应，并为高压电网继电保护设备所广泛采用。将导线均匀的绕在一个非磁性环状骨架上，当一次侧流过电流时，绕组变产生感应电势，其感应电势的幅值和电流I成正比，相位相差90度。

上图中，对于空心线圈，有安培定理表明，在负荷为高阻抗Z时，线圈的输出电压是穿过线圈的一次电流Ip（t）的函数，且由于形状不同，则会有两种公式。如下图所示：

式中的含义如下：

3、罗戈夫斯基线圈一次电流和二次电流的表达式

式中， i1（t）：为一次电流

I2（t）：为二次电流

N：为二次线圈匝数

A ：为线圈每一匝的截面积

uo ：为空气磁导率

r：为二次线圈等效半径

R：为二次负载电阻

由于二次负载电阻R取值很大，因此，罗戈夫斯基线圈二次侧的输出值即为负载电阻两端的电压u，表达式如下：

4、罗戈夫斯基的特点

罗戈夫斯基线圈有以下3个特点：
① 二次输出不是常规电磁式TA中电流为5A或IA的电流量，而是几伏的电压量。
② 二次输出电压与一次电流对时间的导数成正比，即和频率有关，并随着频率的变化而变化，因此，其输出必须进行积分运算，随着微机技术的高速发展，进行积分运算的电子器件体积可以做得非常小，这为应用于组合电器中的光电电流互感器元件的生产实现产业化提供了广阔的前景。
③ 二次输出电压与线圈每一匝的截面积成正比，与线圈等效半径成反比，即其输出和线圈的几何尺寸有关，由于环境温度的变化会影响线圈的几何尺寸，因此，温度补偿技术是保证这种光电电流互感器准确等级的关键。