Benannt nach ihrem Erfinder Walter Rogowski wurde der Rogowski-Spulenstil erstmals 1912 entwickelt. Sie fungieren als Messwerkzeuge, die den Strom bestimmen, der sich durch einen Leiter bewegt, der in die flexible Rogowski-Schleife eingeführt wurde. Mit Rogowski-Spulen kann der Beobachter die Stromänderungen über einen bestimmten Zeitraum genau untersuchen. Um den Ausgang zu nutzen, müssen Sie möglicherweise den Rohspannungsausgang „integrieren“. Wir werden in einer Minute darüber sprechen, was das bedeutet, aber zuerst müssen wir ein wenig mehr über die Spulen selbst erklären.

Was genau ist das?

Die Rogowski-Spule ist eine geschlossene Schleifenkonfiguration, die über eine nichtmagnetische, konstante Querschnittsfläche gewickelt ist.

Die extreme Flexibilität der Spule ermöglicht es, sie um Kabel und Sammelschienen zu wickeln, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen oder die zu messende Leitung mit Energie zu belasten. Der lineare Ausgang und die Flexibilität der Spule sorgen für eine vielseitigere Funktion als das herkömmliche CTs; es gibt jedoch einige Nachteile. Obwohl Sie eine hohe Stromstärke ohne Sättigung messen können, verschiebt die Spuleninduktivität die Phase um +90 Grad in Bezug auf den Eingangsstrom, wie unten gezeigt.

Phasenverschiebung der Rogowski-Spule

Vor- und Nachteile von Rogowski-Spulen

Die Vorteile der Verwendung von Rogowski-Spulen überwiegen in der Regel die wenigen Herausforderungen, die auftreten können. Da sie keinen Kern haben, sind sie: 1) bequem flexibel und 2) leicht und handlich (geringere Versandkosten usw.). Die Spulen werden häufig in großen Umfängen hergestellt, um die Messung breiter Sammelschienen oder mehrerer Kabel (in derselben Phase) zu ermöglichen. Sie können auch verwendet werden, um kleine Wechselstromänderungen in großen Gleichstromlasten zu erkennen, da keine Sättigung auftritt (Gleichstrom sättigt normalerweise die Kerne herkömmlicher CTs zu schnell). Sie können schnelle Stromänderungen in einer Frequenz von wenigen Nanosekunden verarbeiten.

Passive Rogowski-Spulen geben eine sehr niedrige Wechselspannung aus, oft irgendwo zwischen 20 – 150mV pro 1000A. Darüber hinaus wird, wie bereits erwähnt, die Phase um 90 Grad verzögert. Die meisten Messgerätehersteller benötigen 333 mV, 5A, 1A oder einen anderen (höheren) Signalausgang als das, was die Rogowski-Spulen passiv erzeugen. Aus diesem Grund verkaufen Rogowski-Spulenhersteller ihre Produkte häufig mit einer „Integrator“ -Option. Der Integrator macht zwei Dinge:

1. Verstärkt das Signal (typischerweise auf 333 mV oder ein anderes allgemein akzeptiertes Signal)
2. Kompensiert die 90-Grad-Phasenverschiebung.

Wissenschaft

Die folgenden ist die physikalische formulierung: V =-M dI/dt

V = Spannung Erkannt

M = Gegenseitige Induktivität der Spule oder Spule Empfindlichkeit (Vs/A)

dI/dt = Rate von Ändern von Strom

Rogowski Spule der CT Äquivalent Schaltung

Quelle: Practical Aspects of Rogowski Coil Applications to Relaying, Kojovic, Beresh, et al

Anwendungen

Rogowski-Spulen werden häufig in Situationen der Energieüberwachung eingesetzt. Sie sind auch sehr beliebt bei der Messung der Ströme in pulsbetriebenen Systemen, Lichtbogenschmelzöfen, Schweißanlagen, der Prüfung von elektrischen Generatoren und als Sensoren in elektrischen Anlagen zur Steuerung ihrer Schutzsysteme.

Aim Dynamics bietet eine breite Palette von Rogowski-Spulen. Es gibt Optionen ohne Integrator (passiv) und Optionen mit Integrator (um die Phasenverschiebung zu korrigieren und das Signal zu verstärken / umzuwandeln). Sie können unsere Optionen unter sehen: https://aimdynamics.com/rogowski-coil-products/

Fazit

Die Rogowski-Spule ist eine nützliche Alternative zu herkömmlichen CTs, da sie:

1. Ermöglicht es dem Verbraucher, einen breiten Bereich von Stromstärken und Frequenzen von Hz bis MHz zu erfassen.
2. Ist oft kostengünstiger zu implementieren als CTs, die ähnliche Messungen durchführen können, wodurch Sie die Baukosten senken können.
3. Bietet große physikalische flexibilität sowie eine kleinere größe (als CTs in der lage ähnliche messung).
4. Erfordert möglicherweise eine „Integration“, wenn Ihr Messgerät sie nicht passiv unterstützt.