羅哥夫斯基線圈

羅哥夫斯基線圈

羅哥夫斯基線圈(Rogowski Coil)又稱羅柯夫斯基線圈、羅氏線圈或空心線圈。

羅氏線圈是一種交流電流感測器,是一個空心環形的線圈,有柔性和硬性兩種,可以直接套在被測量的導體上來測量交流電流。

羅氏線圈適用於較寬頻率範圍內的交流電流的測量,對導體、尺寸都無特殊要求,具有較快的瞬間反應能力,廣泛套用在傳統的電流測量裝置如電流互感器無法使用的場合,用於電流測量,尤其是高頻、大電流測量。

基本介紹

  • 中文名:羅哥夫斯基線圈
  • 外文名:Rogowski Coil
  • 組成:線圈、積分器
  • 別名羅氏線圈、空心線圈等
工作原理,產品特點,產品配件,

工作原理

羅氏線圈是一種空心環形的線圈,有柔性和硬性兩種,可以直接套在被測量的導體上來測量交流電流。其設計基本原理如圖:
羅哥夫斯基線圈
羅氏線圈測量電流的理論依據是法拉第電磁感應定律安培環路定律,當被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時,在環形繞組所包圍的體積內產生相應變化的磁場,強度為H,由安培環路定律得:
∮H·dl=I(t)
由B=μH,e(t)=dΦ/dt,Ф=N∫B·dS,e(t)=M·di/dt,得:
其截面為矩形時,互感係數M和自感係數L分別為:
M=μ0Nhln(b/a)/2π
L=μ0N^2hln(b/a)/2π
上式中,H為線圈內部的磁場強度,B為線圈內部的磁感應強度,μ0為真空磁導率,N為線圈匝數,e(t)為線圈兩端的感應電壓,a, b分別為線圈橫截面的內外徑,h為截面高度。
由此可見,線圈一定時,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,只要將其輸出經過的積分器,即可得到與一次電流成正比的輸出電壓。

產品特點

  1. 對於高頻、大電流測量有獨特的優勢;
  2. 線性度好,標定容易,但是,用於測量非正弦電流或未知頻率電流時,需要配置積分器使用;
  3. 可測量不規則導體;
  4. 安裝方便,無須破壞導體;
  5. 適用頻率從0.1Hz到1MHz;
  6. 高頻角差小,低頻角差較大;
  7. 無二次開路危險;
  8. 維修簡單方便;

產品配件

除了固定且已知頻率的標準正弦波之外,測量時,羅哥夫斯基線圈需要與積分器配套使用。由於羅哥夫斯基線圈通常用於測量高頻電流或大電流,測量環境具有較大的電磁干擾,測量時需要特別注意。為了減小干擾的影響,優先選用數字量輸出的積分器。
數字量輸出積分器在積分器內部即完成了羅哥夫斯基線圈輸出電壓信號的積分及AD採樣,並將AD採樣結果以光纖為介質上傳至二次儀表或上位機。可以有效避免傳輸過程中的損耗及干擾。使用時注意積分器與羅哥夫斯基線圈的模擬量連線儘可能短,並儘量採用禁止線。

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