冲大电流传感器、数字化处理单元3、光电传输单元4、终端处理单元5和金属屏蔽装置9等部分构成。脉冲大电流传感器通过屏蔽线6与数字化处理单元3相连，数字化处理单元3通过光纤7与光电传输单元4相连，光电传输单元4通过USB传输线8将信号传输至终端处理单元5ο
[0021]本发明中Rogowski线圈设计为开口的形式，无需断开被测导体即可方便的接入或退出被测导体，实现准确的脉冲大电流测量。为了保证测量的准确度，减小变电站现场由于Rogowski线圈偏心、偏角等情况下造成的误差，本专利采取了如下技术。
[0022]所述的脉冲大电流传感器由主Rogowski线圈I和两对校正线圈2构成，如图2、图3所示，主Rogowski线圈I和两对校正线圈2均采用PCB技术制作而成，保证线胆分布的均勾性。主Rogowski线圈I用于对被测脉冲大电流的检测，两对校正线圈2用于对主Rogowski线圈的位置和开口气隙进行校准，保证测量的准确度。两对校正线圈2在主Rogowski线圈I上呈现对称分布，当一次导体垂直于主Rogowski线圈I的平面且通过其中心时，由于对称性，两对校正线圈的输出相互抵消，输出为零；如果主Rogowski线圈I存在偏心等情况，则两对校正线圈2的输出不为零，根据其输出可判断偏心误差的大小，如果误差超过一定范围，则提醒工作人员调整脉冲大电流传感器的安装位置，保证其安装位置正确。当主Rogowski线圈I闭合不紧密，即存在开口气隙时，会破坏两对校正线圈的对称性，其输出不为零，从而可以判断出线圈闭合不紧密，提示工作人员将主Rogowski线圈I重新闭合。
[0023]两对校正线圈2包含四个单独的方形线圈，各个线圈上的线匝分布完全一致，且四个单独的线圈在主Rogowski线圈I上呈对称分布，四个线圈处于正方体的四个顶点上。每一对线圈平面的连线通过主Rogowski线圈I平面的中心。
[0024]本发明在主Rogowski线圈I的平面上设计了两对校正线圈2，通过这两对线圈输出信号的比对，在正式测量前首先进行主线圈准确度的自校准，这种自校准方式可使整个装置的误差控制在0.05%以内。
[0025]脉冲大电流传感器和数字化处理单元3均处于金属屏蔽装置9内。脉冲大电流传感器的中心轴线与金属屏蔽装置9的轴线重合，数字化处理单元3位于金属屏蔽装置9的一侧半圆内，保证开合时不会对其中的线路产生影响。
[0026]光电传输单元4将数字化处理单元3传输的光信号进行一定的处理，并转换为适合USB传输线8传输的电信号，通过USB传输线8传输至终端处理单元5。终端处理单元5为工控机或者笔记本电脑，终端处理单元5主要作用是对脉冲大电流传感器输出的数据进行分析计算。
[0027]所述数字化处理单元3采用24位的ADS1216作为A/D转换器，将脉冲大电流传感器的模拟量输出高精度地转换为数字量，然后传输给光电传输单元4。光电传输单元4采用HFBR2412将接收到的光信号转换成电信号，并通过USB传输线8进行传输。
[0028]所述金属屏蔽装置9采用铝合金材料制作而成。如图1，整个屏蔽装置设计为开口式，对外呈现为圆柱体结构，由两个半圆柱体构成，中间有开口，可以方便的夹在导体上进行测量。
[0029]本发明一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，由于采用基于PCB技术的Rogowski线圈作为脉冲大电流传感器，具有体积小、重量轻、结构简单等优点，非常适合现场使用，可移动性强。同时，基于Rogowski线圈的传感器具有测量频带宽、动态范围大的优点，适合测量高频的脉冲大电流信号。
【主权项】
1.一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，包括脉冲大电流传感器，其特征在，脉冲大电流传感器通过屏蔽线(6)与数字化处理单元(3)相连，数字化处理单元(3)通过光纤(7)与光电传输单元(4)相连，光电传输单元(4)通过USB传输线(8)将信号传输至终端处理单元(5)。
2.根据权利要求1所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述脉冲大电流传感器包括开口式Rogowski线圈，开口式Rogowski线圈作为电流传感单元，通过检测Rogowski线圈的输出电压来获取通过其中的一次电流信号。
3.根据权利要求1所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述脉冲大电流传感器包括主Rogowski线圈(I)和两对校正线圈(2)，主Rogowski线圈(I)用于对被测脉冲大电流的检测，两对校正线圈(2)用于对主Rogowski线圈(I)的位置和开口气隙进行校准。
4.根据权利要求3所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述两对校正线圈(2)包含四个单独的方形线圈，各个线圈上的线匝分布完全一致，且四个单独的方形线圈在主Rogowski线圈(I)上呈对称分布，四个单独的方形线圈处于正方体的四个顶点上。
5.根据权利要求3所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述主Rogowski线圈(I)、两对校正线圈(2)均采用印刷电路板(PCB)技术制作而成。
6.根据权利要求1所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述脉冲大电流传感器、数字化处理单元(3)均处于金属屏蔽装置(9)内。
7.根据权利要求1所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述金属屏蔽装置(9)为开口式结构。
8.根据权利要求1所述一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，所述终端处理单元(5)为工控机或者笔记本电脑。
9.如权利要求1~8所述任意一种便携式脉冲大电流测量装置，其特征在于，用于对脉冲强磁场装置放电电流、或者雷电冲击放电电流的高频大电流实时测量。
【专利摘要】一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，包括脉冲大电流传感器，脉冲大电流传感器通过屏蔽线与数字化处理单元相连，数字化处理单元输出为光信号形式，通过光纤与光电传输单元相连；光电传输单元靠近终端处理单元，其输入信号为光信号，输出信号为电信号，该电信号通过USB传输线接入终端处理单元。本发明一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，现场可移动性强，可随时对需要测量的位置进行电流测量，无需中断被测装置的运行，准确度高。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN104764928
【申请号】CN201510103949
【发明人】李振华, 闫苏红, 黄悦华, 李振兴, 徐艳春
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月10日