基于罗氏线圈的微功耗高精度电流传感器设计

崔瑞

(上海泰锦医疗科技有限公司,上海201203)

1 概述

1.1 技术背景

一般情况下,高压线缆井各线缆接头的状态参数——电流,需要检修人员固定周期内带着检测设备下井检测,线缆井通道距离较长、环境复杂、井下空气质量较差,在时间、成本和安全性上来讲都有很大风险,且实时性也不太好。

随着物联网技术的普及和应用,电力行业各种设备在线实时监测需求越来越迫切,特别是电力线缆井的高压线缆监测给电力运维人员带来了很大的工作量。运用物联网技术可以将高压线缆井的电流参数等传至后台,如数据异常便开启报警机制,通知相关人员整修并维护,提高运维工作的检修周期。

1.2 国内外研究现状

当前市面上做电流检测的主流采用罗氏线圈来进行检测。相对于传统的磁感应设备,罗氏线圈的线性度和一致性要好许多,这对后续算法实现以及量产的可靠精度非常有益。

Rogowski 和其同伴W. Steinhaus 在1912 年发表了一篇《The Measurement of Magnet Motive Force》的论文,论文中详细阐述了提出了罗氏线圈的工作原理。1966 年,西德科学家Heumamn 对罗氏线圈的结构进行优化,提高了测量准确度,快速的推动了罗氏线圈的产业化应用。21 世纪以来,美国科学家Lj.A.Kojovic 在新型罗氏线圈结构设计做了大量前沿性的工作,为罗氏线圈的产业化奠定了坚实的基础。

从20 世纪开始,国内很多学着和大学也已经开始对罗氏线圈进行研究,希望能将罗氏线圈应用到实际的科研与产业中,以解决现实中存在的问题。如揭秉信教授编写的《大电流测量》对不同积分形式的罗氏线圈测量脉冲大电流时候的频率特性和工作状态进行研究。……