电弧炉专用大电流测量罗氏（空芯）线圈

一、 背景技术
    本电流传感器是专用于电弧炉电流测量的罗氏（空芯）线圈。电弧炉电流的稳定性控制是保证电弧炉能效比的重要手段，因此电流的准确、可靠测量具有重要作用。电弧炉电流的特点如下：
    1、由于电弧炉功率较大，其变压器输出的电流较大，并且测量的动态范围宽。如果采用一般的变压器二次短路型的电流互感器，铁芯体积极为庞大，重量重，造价高。
    2、为了达到较好的控制效果，要求测量的响应快。
    3、为了安装方便，要求采用钳型互感器。
二、 测量基本原理：
    空芯线圈又称Rogowski线圈，是在1912年由俄国科学家首先提出。与传统CT不同，Rogowski线圈是将漆包线均匀的绕制在一个非磁性骨架上而制成，由于骨架为非铁磁材料，理论上，传感器在几A到几百千安的范围内仍然具有优良的线性。
    Rogowski线圈的测量准确度取决于一个稳定的互感常数M。为了获得理想状态下的空芯线圈，制作时必须遵循以下3个条件：
    单位骨架长度上的线圈密度恒定；（难易程度：较难达到）
    每一匝线圈的横截面与中心线垂直；（难易程度：极难达到）
    骨架截面积恒定；（难易程度：选用温度系数好的骨架材料，一般可以达到）
    上述条件对绕制工艺提出了极高的要求。实际上，即使采用自动化程度很高的绕线机，也难以满足上述条件。
    由此引起的主要问题是：
    线圈对外磁场干扰很敏感：例如，邻相电流的干扰；空间电磁场的干扰；被测导线不在中心孔引起的磁场分布不均匀等，因而测量的精度不高。
    线圈的可靠性不高：由于线圈工作温度变化范围可能高达60-100℃，引起绕制的漆包线分布不均匀，受力后拉伸超过一定的极限断裂，造成线圈短线，输出无信号，这是已被实践验证的较常见的故障。
    虽然目前的一些生产厂家采取了绕制手段及工艺等方面的改进，但是上述问题仍然没有得到很好的解决。主要原因就是用手工绕制的Rogowski线圈和理想状态下的线圈相差甚远，只要是手工或机械绕制，均不可避免地存在上述问题。
三、本公司的解决方案：
    传统的手工绕制Rogowski 线圈制造方法必须彻底摒弃，才能克服上述性能上的问题，达到理想Rogowski 线圈的性能。
经过多年的潜心研究，本公司创造出一种完全不同于以往的线圈结构及制造方法（已获得国家发明专利，专利号：ZL 2003 1 0111625.7），其技术居于国际领先水平。采用该方法，线圈的制造完全采用机器实现，没有任何人工的操作，也不是采用铜线绕制，因而和传统方法制造的空芯线圈相比较，具有以下独特的性能优势：
    由独创性的空芯线圈结构决定的超强的抗电磁干扰能力；
    由独创性的空芯线圈结构决定的超强的可靠性，完全克服断线故障；
    优异的温度稳定性：在高达100度的温度变化范围内，测量的温度稳定性优于0.2％。
    测量精度比传统方法提高1-2个数量级，被测电流小至10A时，精度仍可达到0.2级；
四、技术指标：
    一次额定电流：30A 以上，上限不限
    测量精度等级：0.1；0.2（S）; 0.5（S）;1
    二次额定输出：两种可选：
    A ： 经过光纤隔离传输后的与被测电流成正比的模拟电压信号，大小可根据用户要求调整，推荐应用在电磁干扰特别严重的应用场合。
    抗干扰性能：满足四级快速瞬变(国家标准GB/T17626.4-1998和国家标准IEC61000-4-4)，A级
    B：4-20mA
    安装方式：钳型，不需断开被测导线
五、本产品的技术标准
    本产品满足的技术标准为：
    IEC标准：IEC60044-8；
    国家标准：GB/T 20840.8-2007