中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳 621999
高压脉冲电流的测量方式主要是 Rogowski线圈。 B-Dot是一种非侵入式脉冲电流测量探针，但由于 B-Dot测量模型的建立以及应用标定等过程与实际应用环境密切相关，且对待测电流强度有严格的要求，目前还未见其在实际 kA级短脉冲方面的应用研究。本文在对 B-Dot的 kA级短脉冲测量方法进行理论研究的基础上，设计了微型 B-Dot探针，并利用 B-Dot探针对 kA级短脉冲电流进行试验。试验结果表明，B-Dot探针适用于 kA级脉冲电流的测量，且与理论研究结论一致。
Rogowski线圈 脉冲电流 B-Dot探针 非侵入式 Rogowski coil pulse current B -Dot probes non -invasive 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(6): 990
1 昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明650500
2 云南电网公司 研究生工作站, 昆明650217
3 云南电网公司 培训与评价中心, 昆明650217
4 云南电网公司 博士后工作站, 昆明650217
在智能电网中, 电流测量是电力系统中继电保护、电能计量、系统监测和系统分析的关键, 其测量的精度与可靠性直接关系到电力系统能否安全、可靠和经济地运行。文章比较了电磁式电流传感器和光纤电流传感器的性能, 介绍了目前3种最主要的光纤电流传感器的测量原理, 并指出其各自的优点及存在的问题。同时, 综述了国内外关于光纤电流传感器的最新研究现状及进展, 最后对光纤电流传感器的应用和研究前景进行了展望。
光纤电流传感器 Rogowski线圈 光纤Bragg光栅 Sagnac干涉仪 双折射效应 fiber-optic current sensor Rogowski coil fiber Bragg grating Sagnac interferometer birefringence effect
1 中国科学技术大学 近代物理系, 中国科学院基础等离子体重点实验室, 合肥 230026
2 西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
推导了Rogowski线圈理论，给出了任意Rogowski线圈的表达式。通过使用高磁导率的磁芯材料，增加线圈匝数，设计出了能有效测量前沿变化0.1 s、强度mA量级的电子束电流的Rogowski线圈，并测得了电子束等离子体装置中的电子束电流信号。利用推导的任意Rogowski线圈表达式，成功获得低频与高频共存的电流波形。测量结果表明，该电子束等离子体系统中存在束流振荡，振荡幅度达12%。
电子束等离子体 电子束电流 高频振荡 Rogowski线圈 electron-beam plasma electron-beam current high frequency oscillation Rogowski coil 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2877
“强光一号”加速器能输出上升沿约100 ns、幅值约2 MA的电流脉冲。实验中通常采用自积分式Rogowski线圈监测负载电流。为与该线圈比对校验，研制了一种快响应、结构简单、抗电磁干扰性能较好的微分环。标定实验给出，微分环测量的响应时间约1.2 ns，频谱响应范围10 kHz~100 MHz，灵敏度为6.13×10-11(V·s)/A。其快时间响应将有助于监测与负载物理特性有关的瞬态电流变化。在加速器二极管短路状态对微分环和积分式Rogowski线圈进行了实验比对，数值积分给出的电流波形与后者基本相符，峰值偏差小于10%，表明微分环的设计合理，同时校验了电流测量的可信度。
微分环 脉冲大电流 Rogowski线圈 幅频响应 differential loop pulsed high current Rogowski coil amplitude-frequency response
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙410073
为减小线圈响应时间, 提高脉冲大电流信号的测量精度, 设计了ns级快脉冲响应的Rogowski线圈。根据电磁理论, 给出了线圈关键参数的计算公式, 并对其进行了工程制作。通过引入50 Ω的阻尼电阻, 消除信号电压波形前后沿处的高频寄生振荡。对Rogowski线圈的等效电路进行了Pspice电路模拟, 验证了线圈的输出特性, 与理论分析结果一致。用50 ns和10 ns方波脉冲分别对线圈进行定标, 其响应时间分别为2.43和1.10 ns, 灵敏度为3.34 A/V。利用该线圈对高压ns脉冲发生器的负载电流进行测量, 结果表明线圈能够较好地响应10 ns, kA级脉冲大电流信号。
Rogowski线圈 闭合磁芯 响应时间 灵敏度 脉冲大电流 Rogowski coil magnetic core response time sensitivity high-pulse current
华中科技大学 电气与电子工程学院,武汉 430074
由Rogowski线圈的集中参数模型得到测量系统的传递函数,在正弦稳态输入下得到微分型Rogowski线圈的最佳采样电阻阻值,同时对普通RC积分和有源积分进行了幅频特性分析,根据测量精度的要求得出测量系统的实际带宽。有源积分较普通RC积分拓宽了频带,提高了暂态性能。合理设计了有源积分器的结构和参数,有效抑制了积分漂移,保证了测试精度和可靠性。在神光Ⅲ能源模块中对宽脉冲电流测量装置进行了实验验证,结果表明该脉冲电流测量装置的电路结构和参数配置是合理的。
脉冲电流 Rogowski线圈 幅频特性 有源积分 频带 pulse current Rogowski coil amplitude-frequency characteristic active integrator bandwidth of frequency
燕山大学 信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004
采用传统的电流互感器(Current transformer,简称CT)测量原理与光电子技术相结合的方法,设计了一种光电式电流互感器(Optical current transformer,简称OCT)。该电流互感器的电压等级为110 kV,额定电流为1 kA。样机已通过有关测试,其精度达到±02％。与传统的电流互感器相比,具有精度高、体积小、造价低、良好的动态特性和不受电磁干扰等优点。
电流互感器 光纤 信号处理 Rogowski线圈 current transducer optical fiber signal processing Rogowski coil
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
研制了一种自积分型Rogowski线圈,从电路理论和电路仿真角度分析了信号电阻的寄生电感和线圈对地电容对测量信号的影响。采用电阻并联的方法,制作了小电感信号电阻。在定标和大电流测量实验中,小电感信号电阻的使用,消除了测量信号的平顶振荡和波形畸变,验证了理论分析的正确性。经定标,采用小电感信号电阻的Rogowski线圈对方波脉冲前沿的响应为11 ns,灵敏度为4.25 mV·A-1。该线圈性能稳定,已用于测量长脉冲强流电子束加速器二极管的电流,测得的电流波型平顶较好,半高脉宽为180 ns,幅度约为15.36 kA。
Rogowski线圈 信号电阻 寄生电感 对地电容 定标 灵敏度 Rogowski coil sampling resistor residual inductance ground capacitance calibration sensitivity 强激光与粒子束
2009, 21(10): 1583
解放军理工大学 工程兵工程学院,南京 210007
为了解决小型Rogowski线圈无法测量柱状高塔的自然雷电流波形的问题,提出了采用大型Rogowski线圈测量高塔雷电流的方案,研究设计了柔性骨架无磁芯大型Rogowski线圈,去除磁芯和外加积分器,通过增加线圈匝数获得高电感,以实现测量结果的自积分,降低了微分型Rogowski线圈需要额外积分器的难度。Rogowski线圈的标定表明,线圈具有良好的积分特性,采用输出误差系统辨识模型对Rogowski线圈输出波形进行了校正补偿,提高了测量波形的准确度,增大了高塔自然雷电流精确测量的可能性。
雷电流 Rogowski线圈 自积分 系统辨识 lightning current Rogowski coil self-integrating system identification
解放军理工大学,工程兵工程学院,南京,210007
介绍了一种Rogowski线圈脉冲电流探头时域标定和标定数据处理的方法,将脉冲法时域标定的结果和频域标定结果进行了比较.针对电流探头的低频失真,采用系统辨识方法建立了测量系统的动态模型,并对探头输出信号的失真进行校正.实测数据验证了所建模型的有效性,设计出的数字补偿滤波器可将测量系统校正为一理想的比例环节.
脉冲电流 电流探头 Rogowski线圈 时域标定 补偿
