陈玲
（长沙电力职亚技术学院湖南长沙410131）
摘要：为了提高PCB平面螺设线图的互感系数，对两种不同形状的PCB平面螺效线圈进行了分析计算，并将互感系数较佳的长方形PCB平面螺抚能力也较强 敬线图制作成实验模型，对该模型进行了试验测试，实验结果表明：在额定电压分100A时，其测量准确规达到IEC60044-8标准的要求（0.2频），其抗干
关键调：PCB线图互感系数总干抚能力
文章编号：1007-9416(2013)07-0148-02
中图分类号：TM45 文藏标识码：A
Abstract:To iprove mtl indance of spirl coil rwo diferet shape of the PCB spial coil were aalyzd and cakulated and the beer mlinduxctance of the rectangular PCB spial coil made into experimental model which were tsted The experiment indicates that the aciacy of the PCB spiral coil curent trnducer can reach to IEC 0048 stand(0.2 clas) nder the ated cent of 100A and the aticmagntic intference ability isbetter.
Key Words:PCB spiral coil;munal inductance;ntielecromugnetic interference
1前言
扰等优点，越来越多的企业、机构和学校都致力于电子式电流互感器的研究，而电子式电流互感器研究的主要技术之一是其传感头的设计，传感头设计的好坏对ECT整个系统精度和稳定性起着至关重 要的作用，文中对几种形状的PCB平面螺旋线圈的传感头进行了分析、仿真和实试验，并给出了仿真和实试验结果.
随着现代智能电网数字化变电站的提出，电力系统电压等级的升高，对传感设备的小型化、数字化、模块化，多功能化和智能化的 要求世越来越高.然面.与传统的电流互感器（CT）比，电子式电流互感器（ECT）具有频带宽、测量精度高、测量范围宽、不饱和、抗电磁干
2电子式电流互感器传感头的工作原理
新型结构空心线图，其结构简单，抗电磁干扰亦优于目前应用于实 PCB平面螺旋线圈于2006年由我们研究团队首次提出的一种际的Rogowski空心线圈.
感系数或其他参数的大小，其结构也可以有多种形状，结构图如图 PCB平面螺旋线圈可以制作成单层板或者多层板，用来提高互1所示.
于PCB板上，被测电流）发生变化，被测电流与PCB平面螺旋线图 不同形状的PCB平面螺旋线圈工作原理是一样的.被测电流置铰链的磁链就会变化，则每个螺旋线圆就会产生有关的感应电动的电压信号e（t），e（t)=-di/dt. 势，电动势的方向一致，顺次申接，输出一个正比与被测电流变化率
1(b)图矩形结构的CT 传感头
图1心矩形辖构的ECT传感头
图2矩形结构PCB抗干扰电流计算示電图
图3圆矩形结构PCB抗干扰电计算示意图
3外界干扰电流对PCB传感头的影响
机保护用的.高压母线置于PCB传感头上，来自外界的磁场干扰主 本文中所设计的电子式电流互感器是用于高压电流计量和微要是相邻母排的干扰，计算时我们只计算PCB左右两侧外磁场对其的干扰.
PCB传感线圈是由内外两个线圈反极性串接面成，则PCB平面螺旋空心线图ECT的二次电压输出e（t）为两个线图感应电动势叠4() 4()外线圈和内线圈的互感系数. Jp dr
3.1外界干抚电流对矩形结构PCB传感头的影响
为了尽可能的增大互感系数，一次导线应靠近内线圈的左侧.设一次直导线与内线圈左侧的距离为d，一次直导线与外线圈的左侧的距离为e，c为二次螺能线图最外臣的高度，a为二次螺旋线图最 外臣的宽度，g为内线图最外臣宽度，1为内线固最外匝高度，b为二次线圈匝间距，"w为外线圈的臣数，"为内线图的匣数.
根据电磁场理论可知，对于载流的长直导体，导体外部被环绕 Agf()测电流的磁感应强度为8= 2 ，则通过外线图其中任意匣线图K的磁通量为、其中x=1.2xn-1：
=p(qyz-2）- μo(c) (c2ab）1a（- f-在外线图产生的总磁通为： 2.e 2.o α - ∫ b
通过内线固其中任意臣线圈K的磁通量为，其中： 2 fbK =1 2K 1
则在内线固中产生的总磁通量为：
（g-26）i d e kbd xb
设一次导线的位置如图2所示，a=41.32rmm，b=0.33mm，c=81.32mm f25mm g=45mm
=4，-16，设d=120mm，e=128mm，代人数据得：
3.2外界干抚电流对圆形结构PCB传感头的影响
同样为了尽可能的增大互感系数，一次导线应靠近内线圈的左侧，计算时取圆形结构PCB传感头的面积与矩形结构PCB传感头的 面积几乎相等，一次导线与螺旋线圆的圆心距离为L，外线圈最外臣半径为R，内线圈最外匝半径为r，螺旋线固匝间距为b 外线图的臣数为w，内线圈的匝数为"n.
同样根据电磁场理论可知，通过外线圈其中任意距线圈K的磁通量为，其中K=1.2Kn-1：
则在外线图中产生的总磁通为：
4实验结果
5结语
参考文献
同理可以得出在内线图中产生的总磁通为：
设一次导线的位置如图3所示，R=40.66mm，r=22.64mm，b=0.33mm，nw=4，=16，设L=160.66mm，代人数据得：20.858x10g（r），=20.47×10） -3
从计算结果可得知、外界干扰电流在圆形结构的PCB线圈中产生的磁通比在矩形结构PCB线圈中产生的磁通大，可知矩形线圈抗 干扰性能比圆形线圈的好.
为了验证设计的PCB平面螺旋线圈的精度是否达到国标要求，制作成实验模型，为了提高传感头的互感系数，将多块PCB平面螺 旋线圈叠加，如图4所示，每相线圈的参数为：线固的层数为10层，每个小线图的臣数为20厘（其中外线圈4臣，内线图16匝），一次导线绕城10股，置于PCB内外线图的中心线上（此处互感最大）.
将被测的额定电流设为100A，对图4所示的模型进行测试，测10%120%之间变化时，可以润足1EC60044-8标准0.2级的要求. 试的结果如表1所示，试验结果表明，一次电流在额定电流值的
（1)对不同形状的PCB平面螺旋线图进行了比较计算，得出了互感系数较好的形状的PCB平面螺旋线圈.
（2）制作了实验模型，进行了测试，实验结果表明：其准确度达到标准要求，抗电磁干扰能力也较强，此外，本次设计的ECT是为应用于高电压设计的，其效果会比试验结果更好.
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