一种基于同轴电缆骨架的Rogowski线圈的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于脉冲功率技术领域，更具体地，涉及一种基于同轴电缆骨架的Rogowski线圈。
【背景技术】
[0002]罗柯夫斯基(Rogowski)线圈又称空心互感器(AirCoilTransformer)或磁位计 (Potentiometer)，由于其与被测电流回路无直接电接触，频带宽，输出功率低，结构简单， 线性特性良好，且易于与计算机通信，成为高压现场测量交流、暂态和脉冲等不同性质大电 流的首选敏感器件。Rogowski线圈可分为自积分式和外积分式两种，当回路总电阻上的压 降远远小于线圈自感上的压降时，Rogowski线圈工作在自积分状态，自积分式Rogowski线 圈一般工作在测量高频或冲击电流场合；当线圈自感上的电压远远小于回路总电阻上的电 压时，Rogowski线圈工作在外积分模式，此时需要采用外接的积分回路或者外部积分的方 式来恢复原始信号。
[0003] 传统的磁芯式Rogowski线圈受磁芯的影响，存在频带窄、磁饱和等问题，同时由于 磁芯对体积的影响，限制了其使用条件;空心Rogowski线圈不存在磁饱和问题，且测量频带 宽，动态测量范围大，结构简单，体积小，重量轻，造价低，但也具有不可忽视的缺点，如韧度 低，输出信号小，信噪比低等。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于同轴电缆骨架的 Rogowski线圈，测量频带更宽，体积更小，能够在不增大线圈体积的情况下，获得更宽的频 率测量范围。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种Rogowski线圈，其特征在于，包括去掉屏蔽层 的同轴电缆和漆包线；所述漆包线缠绕在所述同轴电缆上，所述漆包线的一端构成所述 Rogowski线圈的第一终端，另一端连接所述同轴电缆的中心导体的一端，所述同轴电缆的 中心导体的另一端引出构成所述Rogowski线圈的第二终端;所述同轴电缆的中心导体构成 所述Rogowski线圈的回线。
[0006]优选地，所述同轴电缆和所述漆包线均置于绝缘套管内，所述Rogowski线圈的第 一终端和第二终端从所述绝缘套管内引出，通过结构固件进行固定。
[0007]优选地，所述结构固件包括电气连接件和设置在所述电气连接件上的第一输入 端、第二输入端和输出端，所述Rogowski线圈的第一终端和第二终端分别通过所述第一输 入端和所述第二输入端引入所述电气连接件，并通过设置在所述第一输入端和所述第二输 入端的卡扣固定，所述Rogowski线圈的第一终端和第二终端通过所述电气连接件进行整 合，成为双绞线电缆从所述输出端引出。
[0008] 优选地，所述漆包线为铜质漆包线。
[0009] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效 果:选取同轴电缆作为绕芯材料，不仅减小了体积，简化了绕制过程，降低了制作成本，还使 得线圈本身具有良好的柔韧度，便于弯曲，同时还具有相应的强度保证绕线匝不会变形，易 于批量生产，且具有较好的一致性，能适用于各种复杂的应用场合；同时因为采用了同轴电 缆的中心导体直接充当回绕线的回绕式结构，使得线圈在外界磁场干扰时具有良好的抵御 能力。本发明能在保证Rogowski线圈的分布参数不受影响的条件下，扩大Rogowski线圈的 测量范围，同时不影响对暂态电流的测量，提高了Rogowski线圈的经济性、稳定性和适用 性。
【附图说明】
[00?0]图1是本发明实施例的Rogowski线圈的绕线方式示意图；
[0011]图2是本发明实施例的Rogowski线圈的测量原理示意图；
[0012]图3是本发明实施例的Rogowski线圈的结构固件示意图；
[0013]图4是本发明实施例的Rogowski线圈的积分单元结构示意图；
[0014]图5是本发明实施例的Rogowski线圈的纵截面示意图；
[0015]图6是本发明实施例的Rogowski线圈的横截面示意图；
[0016]图7是本发明实施例的Rogowski线圈的线性度测试曲线；
[00?7]图8是本发明实施例的Rogowski线圈与标准电流探头的电流测试曲线对比图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0019] 如图1和图2所示，本发明实施例的Rogowski线圈包括去掉屏蔽层的同轴电缆1和 漆包线2。漆包线2均匀缠绕在同轴电缆1上，漆包线2的一端构成Rogowski线圈的第一终端， 漆包线2的另一端连接同轴电缆1的中心导体的一端，同轴电缆1的中心导体的另一端引出 构成Rogowski线圈的第二终端。通过这种连接方式，使同轴电缆1的中心导体构成Rogowski 线圈的回线4,回线4位于每匝漆包线2的中心，形成沿着任意闭曲面环绕的回绕线圈，能有 效避免外界磁场的干扰。
[0020] 具体地，同轴电缆1由柔性绝缘材料包裹的环形导体构成，其横截面为圆形;漆包 线2为铜质漆包线。
[0021] 同轴电缆1和漆包线2均置于绝缘套管内，Rogowski线圈的第一终端和第二终端从 绝缘套管内引出，通过结构固件3进行固定。如图3所示，整套装置采用插拔式结构，结构固 件3包括电气连接件和设置在电气连接件上的第一输入端、第二输入端和输出端，Rogowski 线圈的第一终端和第二终端分别通过第一输入端和第二输入端引入电气连接件，并通过设 置在第一输入端和第二输入端的卡扣固定，Rogowski线圈的第一终端和第二终端通过电气 连接件进行整合，成为双绞线电缆，以降低外界电磁干扰及导线间的相互干扰，双绞线电缆 从输出端引出。结构固件3可通过螺栓进行组装固定。
[0022]如图2所示，从输出端引出的双绞线电缆跨接采样电阻5,用于对Rogowski线圈的 感应电流变化率进行采样，自积分Rogowski线圈可直接用于电流的测量，外积分Rogowski线圈通过后续处理电路6进行信号处理。例如，通过外积分单元对采样信号进行还原以测量 待测电流，如图4所示，外积分单元采用有源差动积分电路，由二级稳压电源单元进