安科瑞 崔庭宇

　　(江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇 江陰 214405)

　　摘 要：分析羅氏線圈變送器的原理，結(jié)合實(shí)例分析羅氏線圈在大電流測(cè)量中的應(yīng)用，為用戶解決大電流生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控問(wèn)題，。

　　關(guān)鍵詞：羅氏線圈變送器 電流監(jiān)測(cè) 工作原理 應(yīng)用

　　近年來(lái)，隨著現(xiàn)代高壓、超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，電力系統(tǒng)正朝著大容量、高壓大電流方向發(fā)展，而用于電流測(cè)量的傳統(tǒng)的電磁式電流互感器已無(wú)法滿足其要求，在大電流下鐵心磁路下易飽和，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。而羅氏線圈互感器，具有測(cè)量范圍寬、精度高、無(wú)磁飽和、體積小等優(yōu)點(diǎn)，正逐步取代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器，在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　一、產(chǎn)品原理

　　羅氏線圈(Rogowski線圈)是一個(gè)均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈，是一種空心環(huán)形線圈，也稱(chēng)為微分電流傳感器，其輸出信號(hào)是電流對(duì)時(shí)間的微分，羅氏線圈輸出電壓信號(hào)通過(guò)后級(jí)積分電路，可真實(shí)還原積分電流。

　　二、產(chǎn)品特點(diǎn)

　　羅氏線圈，與試驗(yàn)回路不存在直接的電，而且對(duì)被測(cè)電流的大小幾乎不受限制，被廣泛用于測(cè)量暫態(tài)、脈沖和直流大電流。

　　與傳統(tǒng)互感器相比，羅氏線圈變送器具有以下特點(diǎn):

　　1、測(cè)量范圍寬，測(cè)量范圍可以在100A~10kA以內(nèi);

　　2、安全穩(wěn)定可靠，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)設(shè)備和運(yùn)行人員的安全造成危害的開(kāi)路電壓;

　　3、體積小、重量輕，安裝方便;

　　4、線圈尺寸可定制，可滿足不同場(chǎng)合應(yīng)用，特別是電流大、尺寸大傳統(tǒng)互感器無(wú)法安裝使用的現(xiàn)場(chǎng)。

　　三、產(chǎn)品應(yīng)用

　　羅氏線圈變送器在測(cè)量大電流方面具有廣闊的前景：測(cè)量大電流交流信號(hào)(如鍋爐電流檢測(cè)、短路電流檢測(cè));測(cè)量峰值較高的脈沖信號(hào)(如雷擊電流檢測(cè));電焊機(jī)的電流測(cè)量(如電阻焊);不規(guī)則導(dǎo)體電流的測(cè)量(如鐵軌電流測(cè)量等)。

　　以國(guó)內(nèi)大型電石爐電流監(jiān)測(cè)為例，需檢測(cè)電石爐電流：0-80kA AC(50HZ)，銅管直徑160mm，如采用常規(guī)傳統(tǒng)互感器，不僅體積大，且在大電流下鐵芯磁路易飽和，不適合現(xiàn)場(chǎng)安裝使用，因此選擇通過(guò)羅氏線圈變送器方案檢測(cè)一次電流，能夠更直觀的檢測(cè)電流的運(yùn)行狀況，以此達(dá)到檢測(cè)鍋爐電流的目的，詳見(jiàn)圖1所示。　　 

圖1

　　每根銅管的電流用一只線圈進(jìn)行測(cè)量方式。測(cè)量出的信號(hào)接后續(xù)的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)包含一路積分器、一路電壓電流轉(zhuǎn)換器。整體裝配在一只標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式安裝積分盒中，此積分盒可安裝于控制柜的導(dǎo)軌上。積分器輸出4-20mA接入一進(jìn)二出變送器，輸出兩路4-20mA的電流信號(hào)，其中一路通過(guò)端子連接能夠滿足電力儀表或DCS控制系統(tǒng)，與DCS系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸采用安全柵進(jìn)行隔離處理。另一路與現(xiàn)場(chǎng)低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置傳輸信號(hào)，能夠滿足低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置穩(wěn)定，準(zhǔn)確運(yùn)行。

　　測(cè)量線圈設(shè)計(jì)為柔性開(kāi)合式結(jié)構(gòu)。線圈直徑能滿足電石爐一次測(cè)量范圍，并有良好的絕緣性能和良好耐高溫措施(80℃以上)，線圈安裝時(shí)簡(jiǎn)潔、方便。

　　四、產(chǎn)品外形　　 

　　五、主要技術(shù)指標(biāo)

　　A、輸入信號(hào)范圍：100A-100kA ;

　　B、輸出信號(hào)：DC 4-20mA 輔助電源：DC 24V;

　　C、準(zhǔn)確度：≤0.5%;

　　D、使用環(huán)境溫度：-25℃~+80℃;

　　E、線圈周長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定制。

　　本文所設(shè)計(jì)的羅氏線圈變送器結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高、安裝方便、產(chǎn)品一致性好?；谝陨咸攸c(diǎn)，這種應(yīng)用電流環(huán)變送技術(shù)的羅氏線圈變送器在冶金、電鍍、焊接等領(lǐng)域具有非常廣泛的前景，將大電流轉(zhuǎn)換為小電流，減小了操作人員工作的危險(xiǎn)性;它能夠有效解決生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控問(wèn)題，提高生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的智能性，減少電力改造的成本。

　　1]江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊(cè),201407版.