柔性大电流传导干扰测量探头设计研究开题报告

 2021-12-02 13:06:19

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着时代的发展,对电流的测量要求越来越高,特别是大电流应用传感器的需求增加了,大电流传感器的使用在电力系统,emc电磁兼容,运输,开关设备工业等等领域迅速增长,目前,电力计量中广泛采用的是传统的电磁式电流互感器,由于这类传统传感器中激磁电流的存在,以及磁芯的磁滞特性,在大电流的情况下,铁芯容易饱和,使误差迅速增加[1][2],且它们的尺寸和重量都很大,所以并不适用与大电流的测量。为了克服此类难题,一个重大的突破:rogowski线圈被广泛应用。

1912年rogowski线圈首先应用于电磁场测量方面,但是因为它的输出电压和功率较低,不足以驱动当前的计量和保护设备,所以它的应用受到很大的限制[3],随着时代的发展,电力电子技术,微型计算机技术的快速发展,rogowski线圈已经广泛应用于电流测量中[4][5]。rogowski线圈,又称罗柯夫斯基线圈,罗氏线圈,它是一种交流电流传感器,可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流,罗氏线圈适用于较宽频率范围内的交流电流的测量,对导体、尺寸都无特殊要求,具有较快的瞬间反应能力,广泛应用在传统的电流测量装置如电流互感器无法使用的场合,用于电流测量,尤其是高频、大电流测量,没有饱和度[5],且灵活性强,重量轻,成本低,理论依据为法拉第电磁感应定律和安培环路定律[6]。在emi传导干扰测试中,由于传统电流探头的测量限值有限,所以就可以采用rogowski线圈代替,但是这时候又存在一个问题,那就是虽然采用rogowski线圈虽然可以提升电流探头的容量,但是却是以探头分辨率,即测量精度的下降为代价的[7][8]。所以,pcb rogowski线圈即印制板式rogowski线圈应运而生。

pcb rogowski线圈其实就是一种新型的rogowski线圈,只不过制作方法不一样,传统的普通rogowski线圈是用手工或者绕线机加工出来的,难免会很难做到线圈均匀绕制和每匝线圈面积相等,而且容易断线,分散性较大,从而导致测量时准确度不高,也不利于产业化发展。随着计算机技术的快速发展,可以通过先进的数控加工技术来进行加工而加工的成品就是pcb rogowski线圈,由于数控的精准度很高,所以pcb rogowski线圈可以克服传统普通rogowski线圈的缺点,具有线匝,截面积均匀,参数分散性小,尺寸精确等等优点[6]

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2. 研究的基本内容与方案

本课题研究的基本内容是EMI传导干扰测量及在高电压,大电流下电流探头的设计,由于按照现有低压电磁兼容标准中给出的电流测试方法难以实现[20],所以目标是研究出实用于高电压,大电流系统的柔性大电流传导干扰测量探头。

拟采用的方案是,用新型PCB Rogowski线圈代替传统的铁芯式电流传感器以及传统的旧式Rogowski线圈作为电流探头来测量系统的大电流[6-12]。方法一是根据GJB151B CE101(25Hz~10kHz)电源线传导发射标准中针对大电流的方案,期望可以取消LISN线性阻抗稳定网络[8]。采用不加LISN的电流探头测量方法。方法二是可以采用5uH的LISN进行测量。

3. 研究计划与安排

2月24日-3月20日:明确毕设内容及任务,查阅相关资料,完成开题报告及外文文献翻译;

3月21日-4月10日:搜集国内外相关电流测量技术,完成文献综述;

4月11日-5月6日:论证现有电流测量技术在高压大电流系统传导干扰测量中的适应性及存在问题,完成阶段性报告;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]彭晟,付保军,赵雅囡.传统电流互感器存在的问题及解决的办法[j].天津电力技术,2009年第二期:8— 10.

[2]何健文,基于rogowski线圈电流互感器的研究和设计[j].电器于能效管理技术,2019(18):37—47.

[3]朱俊杰,张晓锋,乔呜忠,沈 浙.基于rogowski线圈的传感头研究[j],海军工程大学报,2009, 21(2):18—21.

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