(1)绝缘技术要求复杂。体积大而重,成本高；
(2)互感器铁心饱和限制了CT暂态响应的速度和精度；
(3)由于铁心磁饱和及磁滞回线的影响，CT的暂态输出电流严重畸变。
随着电力电子、计算机技术的发展，在电力系统中广泛应用的以微处理器为基础的数字保护装置、电网运行监视与控制系统仅需+5V的电压信号和μA或mA级的电流。因此采用低功率、紧凑型电流代替CT，把大电流变换为数字装置相符合的电流水平，是电力系统技术创新面临的首要任务。
[4]W.F.Ray, R.M.Davis,“Wide bandwidth Rogowski current transducers Part 1 -The Rogowski coil, ”EPE Joumal,No.3, pp.51-59,1993
[5]W.F.Ray, C.R.Hewson,J.M.Metcalfe,“High frequency Effects in Current Measurement Using Rogowski Coil, ”2005 European Conference on Power Electronics and Applications,Vol.2005,pp.1665785,Sept 2005, Dresden, Germany.
[2]W.F.Ray, “Wide Bandwidth Rogowski Transducer: Part 2-Integrator”EPE Journal,Vol.3,No.2, pp.116-122,1993
[3]W.F.Ray, C.R.Hewson,“High performance Rogowski current transducers, ”IAS IEEE Industrial Applications Society, Conference Proceedings,No.5, pp.3083-3090,Rome 2000
由于电力系统的发展以及传统互感器以上限制，迫切需要开发一种新型的电流互感器，使之具有：测量范围大、频带宽、无磁饱和和影响、绝缘性能好且体积小、重量轻、环保无污染的电流互感器。罗氏线圈是均匀围绕在非磁性骨架上的线圈，围绕在导体外，用来测量流过导体的电流。最简单的就是空心圆环。
罗氏线圈是理想的功率电路电流传感器，可以测电流脉冲幅值大，频带宽，无磁芯饱和现象。只受与其相连的信号处理电路的限制。可以与标准的同轴分流器相比较（>1MHz）。重量轻，结构简单，造价低廉。罗氏线圈不是插入式的。其柔性结构使其可以围绕在半导体开关或缓冲器外，这样不用改变电路结构，也就不会影响电路工作。
关键词：Rogowski线圈电流传感器、积分器、传感头等效电路、频率特性
Abstract
For a long time，current transformers(CTs) are important components for current measurement and relaying protection in power system.When traditional electromagnetic type CTs are used for measurement and protection，the problems of Their magnetic path saturation always disturb people.With the development of the computerized and digital technology of measurement and protections devices，the devices don't math with CTs of big output power.Thus electronic current transformers(ETA) based on Rogowski coil with the advantages of small output power，simple construction and ideal linearity attract people's attention and come into extensive research.Rogowski coils are increasingly used to measure high voltage AC current in power industry.The relations between dimensions and electromagnetic of the Rogowski coil have been studied.In this paper, high frequency behavior for a Rogowski coil is analyzed stressly. This paper expounded the principle of measuring current by Rogowski coil and its equivalent circuit model. Corresponding outside integrator circuits are built according with characteristic of the Rogowski.Describeing integrator is main problem in describeing outside integrator circuits.Integrator is a key element in an electronic current transducer based on Rogowski coil. A novel compound integration circuit is described in this paper, which is consisted of self-integration, passive RC integration and active RC integration. This compound integrator improvements the measurement upper bandwidth limit of transducer around coil natural frequency. Simulation waveforms verify the transducer operates with both 50Hz grid current and100A/s pulse current measurement.
本文重点研究了罗氏线圈的工作原理，对频率特性进行分析。按照课题要求，设计合适的积分器。
1.1脉冲大电流测量概述
大电流(Heavy Current)，是一种在工农业生产和科研试验中经常遇到的重要物理量。目前不论在冶金、化学工业中的电解，机械工业中的电镀，电气机车中的牵引系统，电力输配电系统、脉冲功率源和等离子体装置等行业，还是在核物理、大功率电子学等学科领域都会涉及到大电流及其测量问题。
(6)没有由于充油而产生的易燃、易爆等危险，符合环保要求，而且体积小、重量轻、生产成本低。
1.3国内外研究及发展现状
1912年，Rogowski与其同伴W.Steinhaus发表了题为《The Measurement of MagnetMotive Force》的论文，作者根据麦克斯韦第一方程证明了围绕导体的线圈端电压可用来测量磁场强度，并且此电压与线圈形状无关，特别地，称这种线圈为罗氏线圈。后来人们根据全电流定律证明了罗氏线圈可以用来测量脉冲大电流。使用这种测量方式，被测电流的幅值几乎不受限制，反映速度快。不过刚开始获得的准确度并不高（2-3%），而且性能也不够稳定。直到1966年西德的Heumamn改变了罗氏线圈的结构，并将罗氏线圈的测量准确度提高了一个数量级（0.1%），测量时受外磁场和被测导体的位置影响很小，才使得罗氏线圈又被逐渐重视起来。到了80年代中后期，以罗氏线圈为传感头的电子式电流互感器装置的研制成功，进一步加速了它的应用步伐。
根据大电流工作性质状态的不同，常常可分为三大类，即稳态大电流（如直流大电流和交流大电流）、暂态大电流和脉冲大电流（又称冲击大电流）。
1.2罗氏线圈的性能优点
罗氏线圈是一种新型的电流检测元件，它是具有特殊结构的空心线圈，不含铁芯，因此没有因含铁芯而具有的磁芯饱和的缺陷。罗氏线圈具有以下特点：
(1)测量线圈本身与被测电流回路没有直接的电的联系，而是通过电磁场耦合，因此与主回路有着良好的电气绝缘；
Key words：Rogowskicoil transducer, sensing head，integrator，equivalent circuitfrequency characteristic
第1章绪论
长期以来，电流互感器（CT）对电力系统计量、继电保护、控制与监视具有非常重要的意义。但随着电力系统传输容量越来越大、常规的CT因其传感机理而出现不可克服的问题：
学
号
***
学生
姓名
***
专业
班级
应电-2
题
目
题目名称
Rogowski线圈电流传感器的积分器设计
题目性质
1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；
理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）
2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）
题目类型
1.毕业设计（√）2.论文（）
题目来源
科研课题（）生产实际（）自选题目（√）
燕山大学毕业设计/论文
Rogowski线圈电流传感器的积分器设计
***
燕山大学
2012年6月
本科毕业设计（论文）
Rogowski线圈电流传感器的积分器设计
学院（系）：***
专业：08级应用电子
学生姓名：***
学号：***
指导教师：***
答辩日期：2012年6月17日