魏新勞， 朱博， 龐兵， 陳慶國， 王頌， 李銳海

(1.哈爾濱理工大學(xué)工程電介質(zhì)及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱150080; 2.中國南方電網(wǎng)科學(xué)研究院，廣東廣州510080)

拆裝式PCB型Rogowski線圈的研究

魏新勞1， 朱博1， 龐兵1， 陳慶國1， 王頌2， 李銳海2

(1.哈爾濱理工大學(xué)工程電介質(zhì)及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱150080; 2.中國南方電網(wǎng)科學(xué)研究院，廣東廣州510080)

提出一種可現(xiàn)場組裝結(jié)構(gòu)的基于Pc B平面型Rogowski線圈的電流傳感器。在簡單介紹Rogowski線圈基本工作原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了線圈的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)線圈的主要部件進(jìn)行詳細(xì)闡述。給出線圈與被測(cè)導(dǎo)體之間的互感系數(shù)、自感和電阻計(jì)算公式。工頻測(cè)試結(jié)果表明:線圈不僅理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際制造出的線圈的測(cè)試結(jié)果的一致性非常好，而且具有良好的線性輸入輸出關(guān)系和較高的靈敏度。頻率特性測(cè)試結(jié)果表明:線圈可以真實(shí)反應(yīng)被測(cè)電流的波形，并且沒有明顯衰減。拆裝式Pc B型Rogowski線圈電流傳感器的最大特點(diǎn)是可以在不停電的情況下進(jìn)行現(xiàn)場安裝，并且不會(huì)影響被測(cè)設(shè)備的原來運(yùn)行狀態(tài)，為Pc B型Rogowski線圈在電力系統(tǒng)的推廣應(yīng)用莫定了技術(shù)基礎(chǔ)。

Pc B型Rogowski線圈;可拆裝;電流傳感器;頻率特性;互感

0 引 言

Rogowski線圈是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心線圈，由于其具有不含鐵心、無磁飽和現(xiàn)象、測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)作為電流傳感器被廣泛地應(yīng)用于測(cè)量各種變化的電流。傳統(tǒng)的Rogowski線圈主要是手工繞制，線圈參數(shù)的一致性很難保證，作為傳感元件其互換性比較差，工業(yè)批量生產(chǎn)時(shí)線圈的分布參數(shù)一致性難以保證，從而阻礙了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。而且其準(zhǔn)確度也不高，通常設(shè)計(jì)精確度最高達(dá)0.1%，而實(shí)際應(yīng)用為1%～3%［1-2］。Pc B型Rogowski線圈利用印刷電路板布線軟件(如Protel等)繪制印刷電路板(printed circuit board，Pc B)，利用電路板上的印制導(dǎo)線代替線圈的導(dǎo)線，按照理論設(shè)計(jì)，把線圈的每一匝布置在印制電路板的合適位置上。而在制造工藝上則運(yùn)用數(shù)字化控制的加工技術(shù)保證了繞制時(shí)線圈每一匝在印刷電路板上空間位置和形狀的精確性［3］，不僅克服了傳統(tǒng)的Rogowski線圈線匝不均勻、參數(shù)分散性大等缺點(diǎn)，而且靈敏度、測(cè)量準(zhǔn)確度以及性能穩(wěn)定性方面都優(yōu)于按傳統(tǒng)繞制方法的制作的Rogowski線圈［4-5］。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)Pc B型的Rogowski線圈進(jìn)行了大量研究。文獻(xiàn)［6］設(shè)計(jì)了一種抗強(qiáng)干擾型雙面對(duì)稱布線Pc B羅氏線圈，研究結(jié)果表明該線圈具有互感系數(shù)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，可在復(fù)雜電磁環(huán)境下工作的優(yōu)點(diǎn);文獻(xiàn)［7］設(shè)計(jì)了一種平面Pc B型Rogowski線圈，研究結(jié)果表明該線圈穩(wěn)態(tài)性好，測(cè)量范圍大，工作頻帶寬，且暫態(tài)響應(yīng)快;文獻(xiàn)［8］對(duì)插板型Pc B型Rogowski線圈，有研究給出了自感、互感、電容等參數(shù)的計(jì)算方法，及線圈尺寸對(duì)自感、互感的誤差影響。但是，到目前為止，所有研究人員無論是對(duì)傳統(tǒng)的Rogowski線圈還是Pc B型Rogowski線圈的研究都是非現(xiàn)場組裝式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)限制了其在許多場合的應(yīng)用，特別是限制了其在已經(jīng)投入運(yùn)行的電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備檢測(cè)和監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，通常不允許對(duì)系統(tǒng)及其設(shè)備的接線進(jìn)行變動(dòng)，有時(shí)甚至要求只能在系統(tǒng)及其設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下安裝檢測(cè)、監(jiān)測(cè)設(shè)備。

為了解決這一問題，盡可能提高Rogowski線圈實(shí)際應(yīng)用的靈活性和適應(yīng)性，本文研制了一種新型的Pc B型Rogowski線圈，它采用基本單元線圈板來構(gòu)成整個(gè)Rogowski線圈的基本單元線圈，同時(shí)，根據(jù)實(shí)際要檢測(cè)的載流導(dǎo)體的幾何尺寸將合適數(shù)量的基本單元線圈事先組裝成兩個(gè)宏單元線圈。在現(xiàn)場實(shí)際使用時(shí)只需要將兩個(gè)宏單元線圈組裝在一起即可構(gòu)成一個(gè)完整的Pc B型Rogowski線圈，這樣不僅實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場可拆裝性，同時(shí)，減少了現(xiàn)場拆裝的工作量。本文對(duì)線圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)線圈做了工頻試驗(yàn)和頻率特性測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明文中設(shè)計(jì)的線圈具有較高的準(zhǔn)確度及靈敏度，能有滿足實(shí)際工程中測(cè)量要求。

1 Rogowski線圈工作原理簡介

Rogowski線圈測(cè)量電流的基本工作原理如圖1所示。

圖1 Rogowski線圈原理圖Fig.1 Schematic of the Rogowski coils

圖1中，a、b和h分別為Rogowski線圈的內(nèi)半徑、外半徑和長度。

當(dāng)在載流導(dǎo)體中通過一個(gè)隨時(shí)間變化的電流i(t)時(shí)，通過單匝線圈的磁通為

式中:μ0為真空磁導(dǎo)率，μ0=4π×10-7H/m。

單匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

令互感系數(shù)

則單匝線圈的感應(yīng)電壓為

式(4)表明用Rogowski線圈對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量的關(guān)鍵在于要有一個(gè)盡可能大的、穩(wěn)定的互感系數(shù)M。而式(3)表明互感系數(shù)M與線圈的結(jié)構(gòu)尺寸、線圈與被測(cè)量導(dǎo)體之間的距離有關(guān)，當(dāng)線圈的結(jié)構(gòu)尺寸確定后，互感系數(shù)M則只與線圈與被測(cè)載流導(dǎo)體的距離有關(guān)。將測(cè)得的二次側(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行積分運(yùn)算，即得到被測(cè)電流的大小。這就是用Rogowski線圈測(cè)量電流的基本原理［9-11］。

拆裝式Pc B型Rogowski線圈的尺寸參數(shù)包括:單元板數(shù)目、單元板長度高度、單元板上線圈的匝數(shù)，線圈上導(dǎo)線的寬度和高度等。這些參數(shù)都會(huì)對(duì)線圈的互感、自感產(chǎn)生影響。由式(3)可知:單匝線圈的互感M與線匝的軸向長度h成正比，與線匝徑向?qū)挾?b-a)和線匝到載流導(dǎo)體中心的最小距離a的比值的自然對(duì)數(shù)成正比。因此，增加線匝軸向長度h、加大線匝徑向?qū)挾?b-a)和線匝到載流導(dǎo)體中心的最小距離a的比值，都可以增大單匝線圈的互感M，從而提高測(cè)量靈敏度。相對(duì)而言，增加線匝軸向長度h的效果會(huì)更明顯。

2 拆裝式PCB型Rogowski線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

所設(shè)計(jì)的拆裝式Pc B型Rogowski線圈由基本單元線圈板、端部機(jī)械連接板和端部機(jī)電連接板3種部件構(gòu)成。

2.1 基本單元線圈板

基本單元線圈板是一塊根據(jù)Rogowski線圈的基本工作原理設(shè)計(jì)的基本線圈單元，它由一塊矩形多層(或雙層)印刷線路板制成，兩端帶有供機(jī)電連接的端頭，基本單元線圈板如圖2所示。在印刷線路板的每層都印制有一個(gè)由n個(gè)矩形線匝串聯(lián)連接而成的平面線圈;而不同層的平面線圈利用印刷線路板層間的過孔，按照串聯(lián)連接的方式連接在一起，形成一個(gè)基本線圈單元。因此，如果印刷線路板的層數(shù)為m，則一個(gè)基本線圈單元共由n×m個(gè)矩形線匝串聯(lián)而成。

圖2 基本單元線圈板Fig.2 A basic coil of the board

2.2 端部連接板

根據(jù)結(jié)構(gòu)和電氣連接的要求，端部連接板分為2種:一種是端部機(jī)械連接板，作用是在機(jī)械上負(fù)責(zé)將多個(gè)基本單元線圈板連接、固定在一起，使其成為一個(gè)整體;另一種是端部機(jī)電連接板，作用是在電氣上負(fù)責(zé)將多個(gè)基本單元線圈板的端部引出端子連接在一起，使得各個(gè)基本單元線圈板的感應(yīng)電壓相互疊加，以形成一個(gè)完整線圈的輸出電壓。這兩種連接板的唯一區(qū)別在于端部機(jī)械連接板上只有安裝孔和焊接盤，沒有電氣連接線;端部機(jī)電連接板上除了有安裝孔和焊接盤外，還有電氣連接線。

這兩種端部連接板的形狀如圖3所示。

圖3 端部連接板Fig.3 Term inal connection of the board

2.3 Rogowski線圈的整體結(jié)構(gòu)

1)宏單元線圈的組裝

所設(shè)計(jì)的Pc B型Rogowski線圈的每個(gè)完整線圈均由2個(gè)完全相同的宏單元線圈拼裝而成。每一個(gè)宏單元線圈由一個(gè)端部機(jī)械連接板、一個(gè)端部機(jī)電連接板和若干個(gè)基本單元線圈板經(jīng)組裝和焊接而成，基本單元線圈板的數(shù)量由端部連接板上的安裝孔的數(shù)量決定。一個(gè)完成了組裝和焊接的宏單元線圈如圖4所示。

圖4 拼裝完成的宏線圈Fig.4 The coils assemble comp letely

單元線圈板的安裝要按圖5所示進(jìn)行。

圖5 宏線圈的結(jié)構(gòu)說明Fig.5 The structure of the coils

將第一個(gè)單元線圈板的末端與第二個(gè)單元線圈板的首端相連接，即第一個(gè)單元線圈板的首端朝下，第二個(gè)單元線圈板的首端朝上，第二個(gè)單元線圈板的末端與第三個(gè)單元線圈板的首端相連接，如此下去，直到最后一個(gè)單元線圈板的末端和第一個(gè)單元線圈板的首端作為引出線端，單元線圈板之間是通過端部連接板進(jìn)行電氣連接和機(jī)械固定的。由于每個(gè)單元線圈板的線圈繞制方向相同，當(dāng)載流導(dǎo)體中通過如圖5所示方向的電流時(shí)會(huì)在每個(gè)單元線圈板上產(chǎn)生如圖中所示方向的磁通密度B，每個(gè)單元線圈板上線圈的繞制方向相同，所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓相疊加就得到線圈二次側(cè)的輸出電壓。

2)完整的Rogowski線圈的現(xiàn)場組裝

無論待檢測(cè)導(dǎo)體是否帶電運(yùn)行，所設(shè)計(jì)的Pc B型Rogowski都可以進(jìn)行現(xiàn)場安裝?，F(xiàn)場安裝時(shí)，只需要將兩個(gè)宏單元線圈從待檢測(cè)導(dǎo)體的兩側(cè)拼裝在一起，并利用端部連接板將兩個(gè)宏單元線圈進(jìn)行機(jī)械連接和電氣連接即可形成一個(gè)完整的Pc B型Rogowski線圈，然后再進(jìn)行引出線連接，最后套裝外屏蔽盒就可以完成整個(gè)Pc B型Rogowski線圈電流傳感器的現(xiàn)場安裝。圖6是一個(gè)完成組裝的Pc B型Rogowski線圈電流傳感器。

圖6 現(xiàn)場組裝的PCB型Rogowski線圈電流傳感器Fig.6 Field assemble Rogowski current sensor consisted of PCB coils

3 線圈的參數(shù)計(jì)算

圖7 單層線圈幾何尺寸關(guān)系圖Fig.7 The relation of physical dim ension on single layer coil

通過仿真可知增加線圈互感和減小線圈自感是相互矛盾的，只能在盡量保證線圈互感的情況下減小線圈自感［8］。圖7為單層線圈幾何尺寸關(guān)系圖。的長度;b為最外側(cè)線匝與載流導(dǎo)體中心的間距;c為線匝之間的間距;d為最外側(cè)線匝寬度;n為線圈的單元線圈板數(shù)。與普通Rogowski線圈類似，拆裝式Pc B線圈的誤差計(jì)算也包括干擾誤差、溫度誤差、偏心誤差及傾斜誤差等。對(duì)于線圈的溫度、位置、干擾等誤差已有大量研究［12-14］，可以參考已有研究成果來計(jì)算各項(xiàng)誤差。

3.1 互感系數(shù)的計(jì)算

在不存在干擾、溫度、位置等誤差影響下，根據(jù)基本電磁學(xué)原理，該層線圈與被測(cè)導(dǎo)體之間的互感可計(jì)算如下:

式中s為單層線圈的匝數(shù)。整個(gè)基本單元線圈板與被測(cè)導(dǎo)體之間的互感為為層數(shù)。如果一個(gè)完整的PcB型Rogowski線圈電流傳感器由n個(gè)基本單元線圈板串聯(lián)而成，則整個(gè)PcB型Rogowski線圈與被測(cè)導(dǎo)體之間的互感為

3.2 自感計(jì)算

基本單元板上的線圈由長方形螺旋導(dǎo)線組成，線圈的總自感是每個(gè)基本單元板的自感系數(shù)之和。Jenei算法［15］是針對(duì)單層正方形螺旋線圈的電感計(jì)算方法，計(jì)算時(shí)將總自感分為直導(dǎo)線自感、正互感、負(fù)互感，經(jīng)過進(jìn)一步推導(dǎo)得到單層矩形螺線圈的自感計(jì)算方法。插板式線圈包括很多單元板，板之間的聯(lián)系比較復(fù)雜，目前還沒有很好的估算方法，實(shí)驗(yàn)表明，多個(gè)單元板的總自感與單個(gè)單元板總自感的關(guān)系可表示為L=2NKLs，其中N為單元板數(shù)，K為藕合系數(shù)，K的取值一般小于N/2，具體數(shù)值還需試驗(yàn)確定［8］。當(dāng)單元板數(shù)量較多時(shí)，取最壞情況K= N/2。則L=N2Ls?？紤]到所設(shè)計(jì)的單元板的層數(shù)為6，將6層單元板的數(shù)目看作單層的6倍，得到線圈的總自感為L=36N2Ls。

3.3 電阻和電容

1)電阻

在低頻下，線圈電阻R=ρl/eω，其中:ρ為導(dǎo)線的電阻率;l為單層導(dǎo)線的總長;e為導(dǎo)線的寬度;ω為導(dǎo)線的厚度。

2)雜散電容

由于導(dǎo)線很細(xì)，與同一層導(dǎo)線之間的電容相比分布在多層之間的電容可以忽略不計(jì)，因此單元板層與層之間的雜散電容計(jì)算如下［8］

式中:t為單元板的厚度;ε為介電常數(shù)。

4 Rogowski線圈的特性分析

由以上分析可知，增加基本單元板的數(shù)目可以有效地增加互感系數(shù)M的值，但也相應(yīng)地增加了自感系數(shù)的值。在保證誤差精確度的條件下，根據(jù)Pc B型Rogowski線圈設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來協(xié)調(diào)互感和自感的大小［16-17］。再借助于Maltab軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，有利于優(yōu)化線圈的電氣參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，所設(shè)計(jì)的拆裝式Pc B型Rogowski線圈的參數(shù)如下:單元板長度a為82.296mm，寬度d為20.32mm，線圈半徑b為73.66mm，單層板導(dǎo)線匝數(shù)為18匝，導(dǎo)線寬度為0.254mm，導(dǎo)線間距為0.254mm，單元板數(shù)目為36匝，單元板層數(shù)為6，負(fù)載電阻為1 kΩ。計(jì)算得到線圈內(nèi)阻為147.32Ω，雜散電容為1.208 nF，互感為8.265×10-6H，自感為1.267 mH。實(shí)際制作的Pc B型線圈具有較好的一致性，Pc B材料受環(huán)境溫度影響較小，并且具有一定的抗干擾能力。Rogowski線圈的等效電路模型如圖8所示［18］。

圖8 Rogowski線圈等效電路圖Fig.8 Equivalent circuit diagram of Rogowski coils

圖8中，r為線圈的內(nèi)阻，L為線圈自感，C為線圈匝間電容，R為負(fù)載電阻，I1(t)為被測(cè)電流，U0(t)為感應(yīng)電壓。則可以計(jì)算出線圈的傳遞函數(shù)［19］

線圈的下限截止頻率為

線圈的上限截止頻率為

通帶帶寬為

利用Matlab軟件對(duì)線圈的幅頻和相頻特性進(jìn)行分析，結(jié)果如圖9所示。仿真結(jié)果可以看出線圈的下限截止頻率約為3 kHz，上限截止頻率約為7MHz。

圖9 線圈的幅頻和相頻特性Fig.9 Bode diagram of Rogowski coil

5 試驗(yàn)研究

5.1 工頻試驗(yàn)研究

搭建測(cè)試試驗(yàn)電路對(duì)電纜進(jìn)行工頻短路試驗(yàn)，將被測(cè)電纜置于線圈的中間，試驗(yàn)時(shí)利用Tektronix公司的電流傳感器(A621)對(duì)試驗(yàn)回路的電流進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)利用文中設(shè)計(jì)的拆裝式Pc B型Rogowski線圈對(duì)這一回路的電流進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量工頻電流范圍為20～200 A，將電流傳感器和線圈的輸出信號(hào)同時(shí)輸出到Tektronix公司的數(shù)字示波器(DPO2012B)進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)回路由電源、調(diào)壓器、低壓大電流變壓器和電纜組成。工頻試驗(yàn)電路如圖10所示。

圖10 工頻試驗(yàn)原理電路圖Fig.10 The test circuit

當(dāng)Rogowski線圈測(cè)量工頻電流時(shí)，由于雜散電容C較小可以忽略不計(jì)，對(duì)于穩(wěn)定的正弦信號(hào)，線圈的輸出電壓可化簡［20］為

式中U、I分別為輸出電壓、被測(cè)電流的有效值。其中S=|U/I|=100πM，S為靈敏度，其被定義為輸出電壓與輸入電流的幅值之比。工頻測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 線圈工頻試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Results of power frequency test

拆裝式Pc B型Rogowski線圈的輸出電壓和理論計(jì)算輸出電壓之間的偏差很小，平均偏差為0.11%，靈敏度為2.595mV/A。線圈的實(shí)際輸入輸出關(guān)系圖如圖11所示?？梢姡€圈的輸入輸出之間具有良好的線性關(guān)系。經(jīng)計(jì)算，線性相關(guān)系數(shù)均為1。

圖11 傳感器輸入輸出關(guān)系Fig.11 The relationship of the sensor

5.2 頻率特性測(cè)試

為了測(cè)試插板式Rogowski線圈的頻率特性及其能否真實(shí)反映各種被測(cè)電流波形。實(shí)驗(yàn)時(shí)使用Tektronix公司生產(chǎn)的函數(shù)發(fā)生器(AFG3252c)分別產(chǎn)生100 kHz的正弦信號(hào)、500 kHz的方波信號(hào)、1 MHz的三角波信號(hào)和2 MHz的三角波信號(hào)，利用Tektronix公司生產(chǎn)的數(shù)字示波器(DPO2012B)進(jìn)行波形的顯示和測(cè)量。測(cè)試結(jié)果如圖12所示。

圖12中上曲線U1為輸入信號(hào)，用于產(chǎn)生穿過線圈的被測(cè)電流;下曲線U0為線圈的輸出電壓信號(hào)?？梢钥闯觯€圈可以真實(shí)反映被測(cè)電流的波形，并且沒有明顯的衰減。線圈的下限截止頻率為3 kHz以下，上限截止頻率為7 MHz以上，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果相符，可以看出其通帶頻率能夠滿足中高頻信號(hào)的測(cè)量。

圖12 頻率特性測(cè)試Fig.12 Frequency characteristics test

自2013年5月以來，該套傳感器工作在海南聯(lián)網(wǎng)工程中500 kV海底充油電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，被安裝在海纜兩端的終端接地線和電纜本體上，用來對(duì)流過接地線和電纜本體的電流進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

6 結(jié) 論

本文提出了一種拆裝式Pc B型Rogowski線圈電流傳感器，這種傳感器以基本單元線圈板為基礎(chǔ)，只要根據(jù)被測(cè)導(dǎo)體的形狀制作出相應(yīng)的端部連接板，就可以組裝成適用于被測(cè)導(dǎo)體的可拆裝的Pc B型的Rogowski線圈電流傳感器，可以在被測(cè)導(dǎo)體帶電運(yùn)行情況下實(shí)施傳感器的現(xiàn)場安裝，極大地方便了Rogowski線圈電流傳感器的現(xiàn)場安裝和應(yīng)用。對(duì)線圈測(cè)試結(jié)果表明:

1)本文設(shè)計(jì)的Pc B型Rogowski線圈電流傳感器對(duì)工頻電流進(jìn)行測(cè)量時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果顯示實(shí)際輸出電壓和理論計(jì)算輸出電壓之間的偏差很小，具有較高的準(zhǔn)確度及靈敏度;

2)本文設(shè)計(jì)的拆裝式Pc B型Rogowski線圈的實(shí)際輸出與輸入之間具有良好的線性關(guān)系;

3)對(duì)線圈進(jìn)行頻率測(cè)試時(shí)，線圈能夠真實(shí)反映被測(cè)電流波形，且無明顯畸變，能夠滿足對(duì)高頻信號(hào)的測(cè)量。

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(編輯:劉素菊)

Research on PCB Rogowski coils of field assemble

WEIXin-lao1， ZHU Bo1， PANG Bing1， cHEN Qing-guo1， WANG Song2， LIRui-hai2
(1.MOE Key Laboratory of Engineering Dielectrics and Its Application，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，china;2.Electric Power Research Institute，china Southern Power Grid，Guangzhou 510080，china)

Based on Rogowski coils of printed circuit board，a new structure field assemble of electric current sensor was put forward.After introducing the working principle of Rogowski coils briefly，the new type of electric current sensor is described in detail，including its constitute，structure and working principle.calculation formula ofmutual inductance and self-inductance and resistance of Rogowski coils were given.The results of power frequency show that not only theoretical calculation is in accordance with the test results，but also ithas excellent linearity input-output relationship and good selectivity.The frequency test results show that the coils have good frequency response characteristics，and little attenuate of current waveform.The advantages of the new type of electric current sensor is that it can install at site without blackout，and it has no effect on the operation of the electric installation，which lays a good foundation for future popularization and application in power system.

Pc B Rogowski coils;field assemble;current sensor;frequency characteristics;mutual inductance

10.15938/j.emc.2015.04.002

TM 452

A

1007-449X(2015)04-0007-07

2014-07-17

大型建筑結(jié)構(gòu)中電力設(shè)備絕緣及其可靠性機(jī)理研究973項(xiàng)目(2012c B723308);黑龍江省研究生創(chuàng)新基金重點(diǎn)項(xiàng)目(YJSc X2012-078HLJ)

魏新勞(1960—)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楦唠妷航^緣、電力設(shè)備絕緣檢測(cè)技術(shù);朱 博(1987—)，男，博士研究生，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù);龐 兵(1958—)，男，副教授，研究方向?yàn)閮x器儀表與檢測(cè)技術(shù);陳慶國(1970—)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楦唠妷航^緣、電力設(shè)備絕緣檢測(cè)技術(shù);王 頌(1983—)，男，碩士，工程師，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù);李銳海(1964—)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù)。

朱 博