國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司 肖旭光 常聚忠 黃 穎

1 不同骨架截面的Rogowski線圈

1.1 矩形截面線圈

Rogowski線圈矩形截面結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。b、a和h為Rogowski線圈的外、內(nèi)半徑和高度。

圖1 矩形截面線圈

矩形截面線圈互感系數(shù)為：

式中MJ值的相對(duì)誤差為：

1.2 圓形截面線圈

Rogowski線圈圓形截面結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：d為線圈截面直徑。

圖2 圓形截面線圈

圓形截面線圈互感系數(shù)為：

MY的相對(duì)誤差為：

2 互感與結(jié)構(gòu)參數(shù)的仿真研究

當(dāng)羅氏線圈的截面形狀為矩形時(shí)：b, a,rc分別為線圈的外徑、內(nèi)徑和中心半徑。h,c分別為線圈的寬度和厚度，該線圈互感MJ：

MJ的相對(duì)誤差為：

當(dāng)羅氏線圈的截面形狀為圓形時(shí)，D為中心直徑（D=2rc），圓形截面線圈的互感為MY：

MY的相對(duì)誤差為：

仿真圖如圖3所示：

圖3 互感誤差與d/D的關(guān)系曲線圖

由圖可知：在x相同的前提下，圓形截面要比矩形更有利于減小互感的相對(duì)誤差。

3 線圈內(nèi)阻與結(jié)構(gòu)參數(shù)的仿真研究

根據(jù)2.2中所推導(dǎo)的公式知：在使用羅氏線圈測(cè)量時(shí)被測(cè)電流和采樣電壓之間的關(guān)系與羅氏線圈的內(nèi)阻有著密不可分的關(guān)系，而內(nèi)阻與線圈的結(jié)構(gòu)也有著密切關(guān)系，所以我們需要對(duì)線圈內(nèi)阻與結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仿真研究。矩形、圓形內(nèi)阻與結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系如下。設(shè) x = b/a，則：

當(dāng)a=35mm，D=0.5mm，h=20mm時(shí)，R0J、R0Y與x的關(guān)系曲線見(jiàn)圖4：

圖4 電阻與b/a的關(guān)系曲線圖

當(dāng)a=35mm，b=42mm，h=10mm時(shí)，R0J、R0Y與D的關(guān)系曲線如圖5所示：

圖5 內(nèi)阻與D的關(guān)系曲線圖

當(dāng)a=35mm，D=0.5mm，b=42mm時(shí)R0J、R0Y與h的曲線關(guān)系圖3-4所示：

由圖4，5，6三個(gè)圖中可以看出當(dāng)x ≈ 1-1.5時(shí)，R0與x近似成線性關(guān)系。若希望R0減小，則可以在D和h一定時(shí)減小x(即b/a)，在x(即b/a)一定時(shí)則可以適當(dāng)增加D和減小h。

圖6 內(nèi)阻與h的關(guān)系曲線圖

4 總結(jié)

本文主要分析了線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電磁參數(shù)的影響，主要分析了圓形截面線圈和矩形截面線圈相對(duì)誤差系數(shù)與電磁結(jié)構(gòu)的關(guān)系。其次還分析了不同截面形狀的線圈內(nèi)阻與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。當(dāng)D，h越大時(shí)線圈的內(nèi)阻也就越大。這為我們優(yōu)選羅氏線圈在考慮內(nèi)阻大小時(shí)提供了依據(jù)。

引文

①?gòu)埧晌?王寧,段雄英,等.用于電子式電流互感器的數(shù)字積分器[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2004,12:108-111.

②李維波,毛承雄,陸繼明,等.Rogowski線圈的結(jié)構(gòu)、電磁參數(shù)對(duì)其性能影響的研究.高壓電器,2004,40(2):94-97.

③陳慶,李紅斌,張明明.采用主副印制電路板構(gòu)造的Rogowski線圈性能分析及設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2004,28(16):79-82.

④李維波,毛承雄,等.陡脈沖大電流的Rogowski測(cè)量線圈仿真研究[J].高電壓技術(shù),2003,28(8):11-13.

⑤高迎霞,畢衛(wèi)紅,劉豐,等.基于Rogowski線圈的電流互感器信號(hào)處理中積分算法的研究[J].電測(cè)與儀表,2006,11:1-5.