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罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用

  发布时间: 2021-07-07      浏览量:142
罗氏线圈,罗氏线圈CWT系列,柔性电流探头

       罗氏线圈是一种交流电流传感器,是一个空心环形的线圈,有柔性和硬性两种,可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流。

       罗氏线圈适用于较宽频率范围内的交流电流的测量,对导体、尺寸都无特殊要求,具有较快的瞬间反应能力,广泛应用在传统的电流测量装置如电流互感器无法使用的场合,用于电流测量,尤其是高频、大电流测量。

       下面由普科科技PRBTEK为大家介绍罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用:

       1. 参数Q

       Q值是表征转移电荷量能力的参数,在罗氏线圈中也可解释为线圈达到磁饱和前能够装载的电荷量能力。Q值的单位是库仑(C)也可是安秒积(A•s),在计算中我们通常使用安秒积(A•s)这个单位,更直观便于运算。

       2. Q值计算方法

       从定义上看,Q就是电流安培乘以秒,从电流示波图上看是电流波形包裹的面积,我们以10/350μs波形为例。


罗氏线圈.png


 

波头(μs)

波尾(μs)

峰值(kA)

21.55

358.36

49.7

 

        此波形的包裹面积可以近似看作三角形面积,底*高*0.5,标准10/350μs波形应该在1ms处归零,所以近似地上图的Q=49.7*10E3*1.0*10E-3*0.5=47.9*0.5=24.9(A•s)。

        所以在有些标准里10/350μs的Q=0.5Ipeak。推广到所有波形,只要找到该波形的近似三角形的底(归零点)和高(峰值)除以二,就可以算出Q。

        3、罗氏线圈的Q值选用

       每只罗氏线圈会给出一个Q值

       4. 超出罗氏线圈Q值的波形表现

       如果被测波形超出了罗氏线圈自身转移电荷量Q的能力,将会出现磁芯饱和的现象。如下图:


罗氏线圈CWT系列.png

波形超过线圈自身的Q值能力出现拐点归零



       该波形在680μs左右出现拐点并快速归零,证明此时线圈达到磁饱和。如果线圈磁饱和,会出现磁芯磁化现象,那么随后即使在Q值能力内的测试也会有可能持续出现次饱和的现象,如下图,这是在磁饱后,降低峰值,原本在能力内的波形也持续地饱和。


罗氏线圈CWT .png

降低峰值到Q能力内,波形依然显示饱和


       所以,我们给出一个解决方案:只要进行一次小幅值反向冲击电流,即可将磁化的磁芯消磁,测量恢复正常。

       首先,对雷电流的采样峰值是非常简单的技术了,使用分流器、偏振器、磁互感等都可以准确测量,但是研究自然雷电,更重要的是对波形的研究,也就是对雷电电荷能量的研究。

       那么如何判断波形是不是真实的雷电波,是不是有畸变呢?按以下两步:

       第一步放大波形,进行Q值计算,如果得出采集到的电流波Q值约等于所用线圈的转移电荷量能力Q那么我们可以判断该波形存疑,进行第二步排查。这里说一下在没有计算机软件的情况下,异形波Q的计算方法。


罗氏线圈测量.png

波形的面积分割


       我们可以按几何分割的方法进行异形平面面积分割计算,如图,我们可以将其分割成A、B、C三部分分别计算后相加。如何不规则的波形都可以分割成许多规则的几何形状进行面积计算,也就是简单的积分。

       第二步看是否在波尾有拐点并快速归零,如上一节展示的波形。因为在电流波尾阶段,是一个放电过程,放电通道阻抗没有大的变化时,是不可能突变的。

       如果以上两步都达到了肯定的答案,那么该波形判定为畸变,不可采纳,需要更换罗氏线圈。

       以上是PRBTEK为您分享的罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用,罗氏线圈可一般运用于继电保护装置,可控硅整流,直流变频变速,电阻焊机等数据信号比较严重崎变及其加热炉、短路故障检测、雷击数据信号收集等大电流量的场所。罗氏线圈具备检测范围宽,高精度,平稳靠谱,回应频段宽,另外具备精确测量和继电保护装置作用,体型小、重量较轻、安全性且合乎环境保护规定。

       普科科技PRBTEK致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售,涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等,满足客户多样化测试需求,库存充足,价格合理。详情访问官网www.prbtek.com


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