圖1均繞Rogowski線圈

圖2羅氏線圈繞線不均勻

實(shí)驗(yàn)對(duì)象的百分比如圖1、圖2所示。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用了n＝10、13和16的繞組匝數(shù)。使用matlab軟件包將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總并繪制成幅頻曲線，橫軸表示正弦輸入電流的頻率，縱軸表示輸出電壓的振幅。N被定義為線圈的繞組匝數(shù)。

圖3 n=10，藍(lán)色曲線表示均勻繞制羅氏線圈的幅頻特性，紅色曲線表示不均勻繞制的羅氏線圈的特性。

圖4 n=13，藍(lán)色曲線表示均勻繞制羅氏線圈的幅頻特性，紅色曲線表示不均勻繞制的羅氏線圈的特性。

圖5 n=16，藍(lán)色曲線表示均勻繞制羅氏線圈的幅頻特性，紅色曲線表示不均勻繞制的羅氏線圈的特性。

從圖3-5可以看出，均勻繞組和不均勻繞組的幅頻特性當(dāng)頻率低于10MHz時(shí)，Rogowski線圈基本相同。當(dāng)檢測(cè)電流的頻率高于10MHz時(shí)，不均勻繞組的幅值低于均勻繞組的振幅。

當(dāng)電感器在高頻下工作時(shí)，應(yīng)考慮其雜散電容。Rogowski線圈CT的等效電路如圖6所示，其中M是線圈的互感，Ls是線圈的電感，Rs是線圈的等效電阻，Cs是線圈的等價(jià)雜散電容，R是線圈的積分電阻。

圖6等效電路

在高頻區(qū)，雜散電容是不可忽略的。傳遞特性方程如下：

式（1）

考慮到雜散電容Cs的影響，繞組之間的雜散電容可以類(lèi)似地等效于平行板之間的電容。

根據(jù)的公式

式（2）

其中k是恒定的靜電，當(dāng)距離d減小時(shí)，電容C將增加。不均勻繞組線圈的繞組之間的間距d小于均勻繞組線圈，這就是不均勻繞組Rogowski線圈的雜散電容大于均勻繞組線圈雜散電容的原因。根據(jù)Rogowski線圈的幅頻特性方程，當(dāng)頻率高于一定范圍時(shí)，雜散電容C對(duì)線圈幅頻特性的影響逐漸增大，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

在實(shí)際應(yīng)用中，Rogowski線圈CT通常用于檢測(cè)頻率范圍為500kHz~10MHz的XLPE電纜局部放電。在該范圍內(nèi)，均勻纏繞和不均勻纏繞羅氏線圈的幅頻特性基本相同。N=10、13、16的均勻繞組和不均勻繞組的Rogowski線圈的振幅之間的最大差異分別為2.5%、3.2%和2.3%。可以看出，均勻繞組和不均勻繞組的Rogowski線圈的振幅之間的最大差值為在500 kHz和10 MHz范圍內(nèi)不大于3.2%，這表明在施加的頻率范圍內(nèi)，不均勻繞組的負(fù)面影響可能非常小。