随着社会不断进步,经济快速发展,电力系统也逐渐实现智能化、数字化。在电力线路的故障测距领域中,相比较阻抗法、故障分析法这些传统的故障测距方法而言,行波法因稳定性高,测试精度高,受线路本身分布参数影响小等优势得以广泛的应用,并且具有良好的发展前景。采用行波法进行故障测距需要选择合适的行波传感器对行波进行检测,因此研究和设计出频带宽、响应快、精度高的行波传感器是实现行波故障测距的关键。本文围绕这一目的对PCB式罗氏线圈行波传感器进行研究和设计以满足行波故障测距的需要。本文以行波故障测距技术为背景,综述了行波的产生、特点以及传感需求,在此基础上,研究并设计了一种PCB式罗氏线圈行波传感器。首先,阐述了罗氏线圈的测量原理以及两种积分工作方式,分析了传统罗氏线圈的弊端以及PCB式罗氏线圈的优点。然后,在理论基础上对PCB式罗氏线圈行波传感器结构进行设计,选择双面对称的抗干扰结构,并采用相邻两块板绕向相反的偶数块板串联,既起到了抗干扰的效果,又增加了互感。其次,通过等效电路建立PCB式罗氏线圈的传递函数,在Matlab中绘制伯德图,研究传感器的互感、自感、分布电容和内阻等电磁参数对行波传感器频率特性的影响;再根据幅频函数的计算公式以及互感、自感、分布电容、内阻等电磁参数与外径、内径、匝数、高度、线径等结构参数之间的关系,设计一种多参数非线性优化算法,对传感器结构参数进行优化,使得传感器在满足检测行波信号的频带范围的前提下,输出电压最大。最后,根据确定的结构和优化后的结构参数研制出PCB式罗氏线圈行波传感器,并进行实验,验证本研究的可行性。本文通过对PCB式罗氏线圈行波传感器的研制与设计,将该传感器应用到行波故障测距领域中,在理论基础上对传感器结构和参数进行改进和优化,并进行实验。结果表明该传感器应用到行波故障测距中的可行性,为行波故障测距传感器的设计提供了技术支持。