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罗氏线圈和电流互感器的区别及其应用

  发布时间: 2021-06-11      浏览量:63
罗氏线圈,电流互感器

       罗氏线圈,英文为Rogwski coil,是空心的,即没有铁心,可以认为就是利用最基本的法拉第电磁感应定律,直接在副边产生电压信号。罗氏线圈相对于普通电流互感器的好处是,因其没有铁心,因此不存在铁心饱和现象,可以直接测量很大的电流。但是,正是因为其没有铁心,罗氏线圈感应出的电压信号相对于CT来说非常微弱,而且非常容易受到外部环境杂散磁场的影响,因此对绕制工艺的要求是很高的。另外,罗氏线圈感应出来的电压信号,不能直接用作电流信号,必须要对其进行微分运算,才可以还原回你要的电流信号。

罗氏线圈电流互感器的应用

      目前罗氏线圈仅用于特大电流的场合,一般计量仪表都是采用的CT

电流互感器CT(current transformer),是应用变压器的原理(有铁心),一般是把原边的大电流变换成副边的小电流,然后通过I/V变换,输入到ADC采样。

罗氏线圈.png


罗氏线圈与电流互感器的主要区别

       一、性质不同

       1、罗氏线圈:是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。

       2、电流互感器:是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。

       二、结构不同

       1、罗氏线圈:不含铁磁性材料,无磁滞效应,几乎为零的相位误差;无磁饱和现象,因而测量范围可从数安培到数百千安的电流;结构简单,并且和被测电流之间没有直接的电路联系;响应频带宽0.1Hz-1MHz。

       2、电流互感度器回:电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中。

图片.png

 

罗氏线圈的放大积分电路的设计原理

       罗氏线圈测量电流的理论依据是法拉第电磁感应定律和安培环路定律,当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时,在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场。

       若想准确还原测量的交流电流,必须加一个反相积分电路。因罗氏线圈感应出的电压很小,为了放大该感应电压,须在积分器前面加一放大电路。积分是一个非常重要的环节,被还原的信号非常小,为方便测量,先将信号放大再积分,这样一方面可以增大还原信号,另一方面,电容的存在可以过滤掉不必要的干扰。

       通过对罗氏线圈感应电压的放大和积分处理,可还原出所测量的交流电流。

       罗氏线圈与传统电流测量装置相比有以下突出优点:

       无饱和

       线性度好,标定容易

       瞬态反应能力突出,可用于中高压保护

       待测电流频率范围宽,从0.1Hz到1MHz,可用于测量谐波

       待测电流量程大,可从1mA到1MA

       相位差在中频时小于0.1度

       线圈绝缘电压10kV

       无二次开路危险

       无过载危险

       尺寸极小,安装简单方便,无须破坏导体

       维修简单方便

       罗氏线圈的技术难度在于:测量线圈因为热的原因,其阻值会发生变化,测量集成电路的输入端必须予以补偿。由于补偿与环境温度有关,还与电流大小有关,在微电子技术未出现之前,这项工作无法实现,所以罗氏空心线圈尽管测量品质出色,但无法实用。罗氏线圈的应用与集成电路的发展是分不开的。

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