输电线路行波测量罗式线圈波形校正电路的设计

摘要：本文讲述了一种具有校正功能的罗氏线圈的设计方法，利用复式积分原理，采用电压跟随器、有源积分电路、同相放大电路、加法器等有源器件及其反馈环节实现对罗氏线圈的输出波形进行校正、拓展测量电流频带宽度的功能。该方法已在实际生产中应用，效果显著，能准确有效的测量中频高频大电流，而且结构简单，易于加工。

关键词：罗氏线圈 自校正功能 复式积分

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0113-01

罗氏线圈是测量脉冲大电流最常用的一种传感器。由于罗氏线圈具有测量大幅值电流脉冲、测量频带宽、无磁心饱和现象、输出信号隔离等优点，在电力系统中获得越来越广泛的应用。但传统罗氏线圈也有其不足的地方，如在测量脉冲大电流时，由于线圈内阻及外接终端电阻的存在，使得线圈中感应电流的波形与被测电流的波形总是不一致，有时这种偏差还相当大，使得输出信号畸变，测量结果不准确。为了解决输出信号和被测电流之间的偏差，本文提出一种基于复合式积分结构的罗氏线圈的设计方法，对其输出波形进行校正，从而准确有效的测量电流。

1、装置设计

本文所述装置利用复式积分原理，采用电压跟随器、有源积分电路、同相放大电路、加法器等有源器件及其反馈环节实现对输出信号进行校正功能的罗氏线圈的装置设计如图1所示：

其中，V1为罗氏线圈及终端电阻模块，V2为电压跟随器环节、V3为有源积分电路、V4为同相放大电路，V5为同相加法器。

罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，输出信号是电流对时间的微分，通过一个对输出电压信号进行积分的电路，可以真实还原输入电流。终端电阻并联在罗氏线圈后面，是一个阻值较小的取样电阻，用于实现高频自积分。

电压跟随器正极输入端与终端电阻相连，输出端接有源积分电路和同相放大电路的正极输入端，电压跟随器减小了电路对被测信号的影响，电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。

有源积分电路和同相放大电路的输出端接加法器的正极输入端，有源积分电路是使输出电压与输入电压的时间积分值成比例的电路。实现了中频积分并能有效的抑制低频增益，在信号处理电路和有源网络中作模拟运算的积分器常用运算放大器构成。

同相放大电路的输入信号从集成运放的反相输入端引入，输出信号按比例放大，输出信号与输入信号反相。本模块可使输出电压幅值满足测量准确度要求。

同相加法器是产生数的和的装置。本电路中加法器将有源积分电路和同相放大电路的输出按照一定的比例相加，准确还原被测电流。