2009年10月第45卷第5期收稿日期:2009-04-12;修回日期:2009-06-18实用新型专利号:ZL200620052695.2。作者简介:彭春燕(1983,女,硕士研究生,主要从事电子式互感器研究。0引言在电力系统中,Rogowski线圈已经应用于线路电流测量,供计量和保护之用。与传统的电流互感器相比,Rogowski线圈具有低功率输出、不存在磁饱和问题、测量线性度好、测量频带宽等的优点,成为电力系统中电流互感器发展的新方向[1-7]。为了获得高精度测量值,Rogowski线圈制作时必须遵循以下原理:线圈密度恒定;骨架截面积恒定;线圈横截面与中心线垂直[8]。但是对于手工绕制的Rogowski线圈而言,一般无法满足计量要求,也不适合批量生产,印制电路板(PCB的出现很好地解决了这个问题[9,10]。PCB型Rogowski线圈制作简单方便,绕线密集均匀,可以做得非常精确,即容易保证线圈密度的恒定,但仍然很难保证线圈横截面与一次导线的位置不变,从而有可能引起较大的测量误差。为了进一步提高空心线圈的互感系数及其稳定性,增强线圈的抗干扰能力,提出了一种新型PCB空心线圈,其一次导体与二次线圈紧贴或者一起印制在PCB板上,两者处于同一平面上,相对位置恒定,且磁耦合更强;二次线圈采用独特的螺旋绕线方式,彼此补偿能有效抵抗外界磁场的干扰。新型PCB空心线圈电流互感器的设计与研究彭春燕1,周有庆2,曹志辉2,龚伟2(1.ShaoguanBranchofGuangdongPowerGridCompany,Shaoguan512025,China;2.ElectricityandInformationEngineeringCollege,HunanUniversity,Changsha410082,ChinaDesignandResearchonNewPCBAir-CoreCoilCurrentTransducer(1.广东电网公司韶关供电局,广东韶关512025;2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082PENGChun-yan1,ZHOUYou-qing2,CAOZhi-hui2,GONGwei2Abstract:Tofurtherimprovemutualinductanceandstabilityofconventionalair-corecoil,anewPCBair-corecoilcurrenttransducerwasproposed,toachievehighfidelitymeasurement.ThenewPCBair-corecoilcurrenttransducerwithcompletelynewphysicalstructurecanefficientlyrepeloutsideelectromagneticinterferencebyitsspecialanti-interferenceability,andcansignificantlyimprovetransducer'smutualinductancebysimplecombinationofPCBs.Thebasicinductiveprincipleandanti-electromagneticinterferencemechanismofthenewtransducerwereanalyzed;thePCBstructuredesignsfordifferentcurrentlevelsandthelocationofprimarycoilwerepresented.Aprototypeofonedesignwasmade,anditslinearityandanti-interferenceabilityweretested.TheexperimentindicatesthattheaccuracyofthePCBair-corecoilcurrenttransducercanreach0.2classundertheratedcurrentof100Awithenhancedanti-electromagneticinterferenceability.Keywords:printedcircuitboard;air-corecoil;currenttransducer;electromagneticinterference摘要:为了进一步提高传统空心线圈的互感系数及其稳定性,以获得高精度的测量结果,提出一种新型PCB板空心线圈电流互感器。它具有全新的物理结构,通过其自身采取的抗干扰措施能够有效的抵抗外界的电磁干扰;并且,经过简单的组合即能有效地提高其互感系数。分析了新型PCB板空心线圈电流互感器的传感原理及抗干扰机理,给出了在不同电流级别下PCB空心线圈的结构以及一次导线的摆放特点,并针对其中一种设计结构制作了实际模型,进行了线性度与抗干扰能力测试,结果表明:额定电流为100A时,其测量准确度达到了0.2级,且具有较强的抵抗外界电磁场干扰的能力。关键词:印制电路板;空心线圈;电流互感器;电磁干扰:TM933.1文献标志码:A:1001-1609(200905-0031-042009年10月Oct.2009HighVoltageApparatusOct.2009HighVoltageApparatusVol.45No.51PCB空心线圈的结构与原理1.1结构介绍PCB空心线圈的结构见图1,单层PCB面板上正、反面均有四个绕向相同的均匀对称分布的平面螺旋线圈,正面与反面之间的螺旋线圈通‘’过过孔联接,首末两个端头作为信号输出端,构成二次线圈,见图1(a、(b。一次导体紧贴或镶嵌在印制板上,围绕半数彼此不相邻的螺旋线圈构成环路,见图1(c。在PCB板上有两个补偿线圈和两...