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  英国Rocoil > 罗果夫斯基线圈 您当前的位置:首页 > 产品介绍
产品名称:
测量交流超大电流的罗果夫斯基线圈(Rogowski Coil)
所属类别:
所属厂商:
英国Rocoil
官方网址:
  产品介绍

交流电流测量的精密罗氏线圈

目前,绝大多数国产电炉电极控制系统仍采用电流互感器来测量电极弧流。电流互感器可能位于变压器一次侧,串级变压器一侧或变压器二次侧。选用二次侧电流互感器得到的测量值最准确(但国产变压器二次侧一般没有电流互感器,即使有一般也是外置互感器,体积较大,因为涡流干扰,常常发热),其次是串变侧或一次侧电流互感器。因为电炉是一个复杂的大电流系统,三相功率是严重不平衡的,通过变压器串变侧或一次侧电流互感器来折算出变压器二次侧的弧流会存在较大偏差,电极控制系统的控制效果受到很大影响,所以国外先进的电极控制系统基,通过变压器串变侧或一次侧电流互感器来折算出变压器二次侧的弧流会存在较大偏差,电极控制系统的控制效果受到很大影响,所以国外先进的电极控本上都采用固定在变压器二次侧短网上的罗氏线圈Rogowski Coil来测量弧流。

现在,您也可以有机会获得这一性能优异的弧流测量产品----罗氏线圈

英国Rocoil公司是世界上著名的罗氏线圈生产商,迄今为止已有二十多年的研究生产历史Rocoil公司的罗氏线圈广泛应用于冶金、军事、中高压输配电、发电等工业领域。

罗氏线圈用于测量交流电流,频率从低于0.1Hz到1MHz,测量范围从1mA到1MA,精度从0.1%到1%线圈具有极佳的瞬态反应能力,可以用于测量尺寸很大或形状不规则的导体。罗氏线圈可广泛应用在传统电流测量装置如电流互感器无法正常使用的场合用于电流测量,尤其是大电流测量。

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1mA1MA

    相位差在中频时小于0.1度

    标准线圈绝缘电压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

一个完整的罗氏线圈电流测量系统包括罗氏线圈及积分器我们可以为用户量身定制各种产品

线圈的输出电压可以用公式Vout=M di/dt来表示。其中M为线圈的互感。di/dt则是电流的变比。通过采用一个专用的积分器将线圈输出的电压信号进行积分可以得到另一个交流电压信号,这个电压信号可以准确地再现被测量电流信号的波形。

线圈和积分器:
罗氏线圈及积分器是一种通用的交流电流测量系统,应用的场合很广泛,它对待测电流的频率电流大小、导体尺寸都无特殊要求。系统的输出信号与电流频率无直接关系,相位差小于0.1,可测量波形复杂的电流信号,如瞬态冲击电流。

线性度:
罗氏线圈电流测量系统一个突出的特点就是线性度好。线圈不含磁饱和元件,在量程范围内,系统的输出信号与待测电流信号一直是线性的。而系统的量程大小不是由线性度决定的,而是取决于最大击穿电压。线性度好使得罗氏线圈非常容易标定,因为系统可以使用常见的电流基准信号进行标定,标定后的系统在整个量程范围内都是线性的,测量结果都是准确的。

输出指示:
积分器输出的交流电压信号可以在任何输入阻抗大于10kohm的电气设备上使用,例如电压表,示波器,瞬态冲击记录仪或保护系统。积分器输出的直流电流信号可以广泛应用在数据采集系统及自动化控制系统中。

柔性罗氏线圈

 

柔性罗氏线圈可以用来测量形状较大或形状特殊的导体电流。这些导体给测量装置预留的安装空间很小,需要一种简单方便的测量系统来完成电流测量

一、简介

性能
柔性线圈比硬性线圈使用起来更方便,但是柔性线圈的精度(1%)比硬性线圈的精度(0.1%)要低。在高频电流测量上比硬性线圈好。线圈中心有一根柔性骨架。线圈的截面大小取决于骨架大小和屏蔽层及绝缘层的厚度。

末端对正
线圈要缠绕在被测量的导体上,然后末端相连。线圈末端主要有三种,如下所示。

 

    

可拔插末端是标准的末端对齐方法。适用于线圈频繁安装和拆除的场合

 

 

  

螺纹末端适用于永久安装或安装时间较久的系统。

可重叠末端也很容易安装,但是更容易吸收杂散的磁场。

 

细线圈
对于一些对线圈安装尺寸有严格限制的场合,可以使用截面更细的线圈。细线圈输出信号会比较小,不太适用于低电流测量。

长度
柔性线圈的长度从250mm到几米。如果线圈太长了还可以把线圈多缠绕在导体上几次,以增加线圈输出信号。输出信号与缠绕次数成正比。  

安装
线圈只有一端有信号引出线,另一端直接绕过导体,两个末端相连即可以完成安装。柔性线圈原则上不需要固定,导体也不需要严格位于线圈中心,导体偏离中心位置1/4线圈直径时测量误差不超过1%但是一定要完全包围住被测量的导体才行。实际使用中,一般将线圈用绑线固定在绝缘板上安装在导体形状平直的位置为佳。线圈与导体间预留2-3厘米的空间,方便导体散热,线圈不要90度弯曲,应有一个过渡。罗氏线圈电流测量系统与被测导体完全电气隔离,对被测量回路无任何影响。

绝缘

线圈外层一般是单层或双层的聚烯烃,如果是双层的话,内层黄色,外层黑色。线圈可耐压10kV。需要提醒用户注意的是,一旦线圈绝缘层损坏,就不能再用在电压等级较高的场合。

一些长度比较大的线圈外层可以使用套上玻璃纤维的硅橡胶,导热和电气性能更优异。如果导体自身有绝缘保护的话,线圈可以用于更高电压等级的导体电流测量,如110kV220kV等。

屏蔽层
在测量低电流或高频电流时,可以选择在线圈中增加静电屏蔽层来减少噪声干扰。

温度

80摄氏度环境下线圈输出误差小于1%,但我们建议用户应尽可能地避免在高温环境下长时间使用,因为一些线圈内部材料在高温下可能会软化,影响线圈精度。

 外部磁场影响

线圈的内部补偿回路会最大限度地减少外部磁场的干扰。我们对外部导体对线圈的影响作了一个测试。线圈中心距离导体一个线圈直径长度时线圈输出误差小于1%

 线圈安装方向

如果用两个线圈来测量两个导体的电流和,这两个线圈在安装时应该注意安装方向的一致性,即信号引出线要末全是顺时针方向,要末全是逆时针方向,这样两个线圈电流才能相加。如果线圈安装方向相反,得到的就是电流差。

二、产品型号

我们提供的柔性线圈种类繁多,长度可从几百厘米到几米,有无屏蔽层,何种末端连接方式等等。

v     1000系列

1000系列柔性线圈末端连接方式为对接型,即上文提到的可拔插末端与螺纹末端。线圈自带2100米信号引出线(双绞线,有屏蔽层)。

1012类型: 柔性线圈,线圈无屏蔽层,两层绝缘,内层带色,外层灰黑色,截面直径约为10.5毫米。适用于大电流测量。

 

1112类型: 柔性线圈,线圈有静电屏蔽层,两层绝缘,颜色与1012一样,截面直径约为12毫米。适用于低电流、外界干扰大的场合使用。

1022类型: 细截面线圈,截面直径约为6毫米,无线圈屏蔽层,两层绝缘。适用于大电流测量。

1122类型: 细截面线圈,截面直径约为7毫米,有线圈屏蔽层,两层绝缘。适用于大电流测量。

1232类型: 低输出信号线圈,线圈带屏蔽层,特殊设计的绕组确保在待测电流变化剧烈时线圈的输出不会超过击穿电压,截面直径约为7.5毫米。适用于瞬态电流测量。

产品代码:

1000系列线圈型号用4位数字表示:

第一位:1-对接末端带内部补偿回路

第二位:0-无屏蔽层,1-编织物屏蔽层,2-金属箔屏蔽层

第三位:1-标准截面,2-小截面,3-低输出

第四位:0-无绝缘,1-单层绝缘,2-双层绝缘

型号

屏蔽层

线圈直径

互感系数(uH)

典型输出1kA/50Hz

 频率   -3dB

1012

No

10.5

0.211*

66.3mV

450kHz

1112

Yes

12.0

0.211*

66.3mV

300kHz

1022

No

6.0

0.111

34.9mV

360kHz

1122

Yes

7.0

0.111

34.9mV

300kHz

1232

Yes

7.5

0.023

7.2mV

2.0MHz

*更高输出的线圈互感系数会达到0.332(104mV 1kA/50Hz)

v    

4000系列

4000系列线圈的末端连接方式为重叠式,末端交叠在一起,未对正,容易受到离散磁场的干扰。

4022类型: 截面直径约为6毫米,线圈无屏蔽层,适用于大电流、干扰较小的场合使用。

硬性罗氏线圈

 

硬性线圈精度高,稳定性好,抗干扰能力更强。更适用于低电流低频率测。    

一、简介

结构
硬性线圈有一个尺寸准确的塑料骨架,通过特殊工艺来保证线圈绕组的精确。骨架与绕组的精确性保证了线圈具有优异的抗干扰能力。所有的硬性线圈都具有静电屏蔽层以减少外界干扰。

电气特性
下面列出了一种特殊尺寸线圈的主要电气特性,这些参数主要取决于绕组使用的导线规格。
互感: 3 - 5 mH
电流量程 (50Hz): < 100mA to > 100kA
频率上限: 10 - 30 kHz
频率下限:小于0.1Hz 

 

 

精度
硬性线圈输出非常稳定,精度可达到0.1%以上。输出信号不受导体与线圈相对位置的影响。

特殊结构
我们还可以提供特殊的线圈来满足特殊客户的需要,例如:特殊材料骨架,耐高温或扩展能力超强。

 

二、产品型号

v     2000类型

硬性线圈有三种标准型号,如下图所示,但我们可以根据用户需求进行定制。通过使用不同的绕组导线规格,我们可以提供不同参数指标的产品。

 

  

 

 Coil Type

A (mm) 

B (mm) 

C (mm) 

 

尺寸
表中列出了标准硬性线圈的尺寸。我们还可以为用户定制特殊尺寸的产品。

 SX-76

122

73

42

 SX-100

146

97

42

 SX-150

196

147

42

v     预留缺口线圈
线圈的一些特殊设计可以使线圈在不需要导体断开就可以进行安装测量的场合使用。柔性线圈可以实现这个功能,预留缺口硬性线圈也可以实现这个功能。有缺口的铁心电流测量系统如电流互感器如果安装有微小误差,会导致测量信号的幅值及相位有较明显误差。而罗氏线圈不存在这个问题,即使是线圈的连接处有安装误差,对系统的测量结果也仅有轻微影响。

罗氏积分器

 

从线圈输出的电压信号是与电流变比成正比的,通过一个积分器将该信号进行积分后才可以得到反应被测电流信号波形的真实信号。

 

 

 

积分器又可以分成两种类型:交流输出积分器直流有效值输出积分器积分器可以适用于上文提到的各种硬性或柔性线圈。积分器配备有防浪涌保护元件。  

a.交流输出积分器

交流输出积分器典型输出信号为交流电压信号±1V±5V ,它真实再现了被测量电流的波形。灵敏度以输出为1V时实际电流的大小(A/V)来表示。灵敏度还可以根据用户需求定制。

  

台式单/三通道积分器7140 / 7340
可使用硬性或柔性线圈,充电电池或外部110-240V交流供电,三通道,每个通道有5个灵敏度选择,满量程输出信号为±1V,有10倍过载能力,过载指示。

手持式单通道积分器6140
可使用硬性或柔性线圈,PP3电池供电,单通道,5个灵敏度选择,满量程输出信号为±1V5倍过载能力,过载指示。

 

OEM积分器
单通道积分器,有两个灵敏度选择,适用于集成到其它电气控制系统中。满量程输出为±1V端子连接,外接± 12V电源,最大可到±18V。印刷电路板的尺寸约为50x50毫米。过载输出。

  

交流输出积分器可选项

多路合并输出: 积分器可以将三个通道的输出信号进行实时累加,每个通道都有一个选择开关,可以决定该通道的信号是被累加,不加还是减少。仅7340类型的积分器有这个功能。

电流输出:可以输出一个± 20mA的电流信号来再现被测量的电流,对应的最大输出电压信号为± 10V

b.导轨式积分器

导轨式积分器有两种输出信号。一种为4-20mA的电流值,它代表了被测电流的有效值。另一种是与被测电流成正比的0-1V交流电压信号。罗氏线圈和导轨式积分器配套可以测量包含谐波(10kHz以下)在内的复杂电流,峰值因素可达到5

有单通道(DIN1)、双通道(DIN2)或三通道(DIN3)三种类型。外部24V DC或220V AC供电;导轨安装;输入、输出浪涌保护;量程由客户给定,量程从小于20A到几百kA;可以通过多个线圈和一个多通道积分器给出电流和;抗过载能力强,适用于自动化控制系统或数据采集系统,如PLC。积分器出厂前必须要根据客户需求事先进行标定,如4-20mA的积分器输出对应0-80kA的被测电流值。

 
 
c.壁挂式三通道积分器
壁挂式三通道积分器可以输出0-1A的交流电流信号。在电弧炉与钢包精炼炉等大电流系统中应用比较广泛。防护等级IP66.
 
 

罗氏线圈标定和测试

通过测量线圈与被测导体间的互感来进行线圈标定同样重要的是还要进行抗干扰测试

标定线圈和积分器
线圈标定主要是确定线圈互感系数,积分器标定主要是标定输入和输出信号,我们提供的线圈和积分器在出厂前都已经标定完毕,用户订购时需要提供待测电流量程,以便我方标定,我们不建议用户自己标定系统。线圈和积分器使用一段时间后,用户不需要进行再次标定。

罗氏线圈典型应用场合

 

我们提供的罗式线圈产品已经在以下领域得到广泛应用

  • 测量电动机启动冲击电流 
  • 电动机过载/短路保护
  • 电能计量
  • 电流互感器精确标定
  • 电网谐波监测
  • 整流器电流测量
  • 大型复杂导体接地故障监测
  • 并行导体中电流分配监测
  • 测量大型电气设备周围导体中的感应电流
  • 测量漏电流及断路器断开电流
  • 中高压开关柜保护系统
  • 绝缘体泄漏电流测量
  • 电弧炉变压器二次侧电流测量

 

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