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电流互感器的相关知识

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电流互感器的相关知识

发布日期:2019-02-15 作者: 点击:

01 概述

电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过,二次侧绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的二次侧回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量 ,二次侧不可开路。


电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的二次回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。

02 工作原理

在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊,从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用 。

对于指针式的电流表,电流互感器的二次电流大多数是安培级的(如5A等)。对于数字化仪表,采样的信号一般为毫安级(0-5V、4-20mA等)。微型电流互感器二次电流为毫安级,主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。

微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。(“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器,一般用于扩大仪表量程。)

电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器接被测电流的绕组(匝数为N1),称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);接测量仪表的绕组(匝数为N2)称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。

电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比,叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比,用Kn表示。

Kn=I1n/I2n

电流互感器(Current transformer 简称CT)的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器,可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。

03 型号

第一字母:L—电流互感器

第二字母:A—穿墙式;Z—支柱式;M—母线式;D—单匝贯穿式;V—结构倒置式;J—零序

接地检测用;W—抗污秽;R—绕组裸露式

第三字母:Z—环氧树脂浇注式;C—瓷绝缘;Q—气体绝缘介质;W—与微机保护专用

第四字母:B—带保护级;C—差动保护;D—D级;Q—加强型;J—加强型ZG

第五数字:电压等级 产品序号

04 使用原则

1)电流互感器的接线应遵守串联原则  :即一次绕阻应与被测电路串联,而二次绕阻则与所有仪表负载串联

2)按被测电流大小,选择合适的变比,否则误差将增大。同时,二次侧一端必须接地,以防绝缘一旦损坏时,一次侧高压窜入二次低压侧,造成人身和设备事故

3)二次侧绝对不允许开路,因一旦开路,一次侧电流I1全部成为磁化电流,引起φm和E2骤增,造成铁心过度饱和磁化,发热严重乃至烧毁线圈;同时,磁路过度饱和磁化后,使误差增大。电流互感器在正常工作时,二次侧与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用,测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小,二次侧近似于短路。CT二次电流的大小由一次电流决定,二次电流产生的磁势,是平衡一次电流的磁势的。若突然使其开路,则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值,铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波,因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波,其值可达到数千甚至上万伏,危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。

另外,二次侧开路使二次侧电压达几百伏,一旦触及将造成触电事故。因此,电流互感器二次侧都备有短路开关,防止二次侧开路。在使用过程中,二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载,然后,再停电处理。一切处理好后方可再用。

4)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等装置的需要,在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母线断路器、旁路断路器等回路中均设2~8个二次绕阻的电流互感器。

5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如:若有两组电流互感器,且位置允许时,应设在断路器两侧,使断路器处于交叉保护范围之中

6)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障,电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧

7)为了减轻发电机内部故障时的损伤,用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障,用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。

05 注意事项

电流互感器 - 使用注意事项电流互感器 [11]  运行时,副边不允许开路。因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。

电流互感器运行时,副边不允许开路。原因如下:

⒈电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通Φ1

⒉电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通Φ2

⒊电流互感器铁芯合磁通:Φ = Φ1 + Φ2

⒋因为Φ1。Φ2方向相反,大小相等,互相抵消,所以 Φ = 0

⒌若二次开路,即 I2 = 0 ,则:Φ = Φ1,电流互感器铁芯磁通很强,饱和,铁心发热,烧坏绝缘,产生漏电

⒍若二次开路,即 I2 = 0 ,则:Φ = Φ1,Φ在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e,在电流互感器二次线圈两端形成高压,危及操作人员生命安全

⒎电流互感器二次线圈一端接地,就是为了防止高压危险而采取的保护措施。

06 常见故障


电流互感器的常见故障往往与制造缺陷有关,具体如下:

1)电流互感器的绝缘很厚,有的绝缘包绕松散,绝缘层间有皱折,加之真空处理不良,浸渍不完全而造成含气空腔,从而易引起局部放电故障 [12]  。

2)电容屏尺寸与排列不符合设计要求,电流互感器故障原因统计 [13]


甚至少放电容屏,电容极板不光滑平整,甚至错位或断裂,使其均压特性破坏。因此,当局部固体绝缘沿面的电场强度达到一定数值时,就会造成局部放电。

上述局部放电的直接后果是使绝缘油裂解,在绝缘层间生成大量的x腊,介损增大。这种放电是有累积效应的,任其发展下去,油中气体分析将可能出现电弧放电的特征。

3)由于绝缘材料不清洁或含湿高,可能在其表面产生沿面放电。这种情况多见于一次端子引线沿垫块表面放电。

4)某些连接松动或金属件电位悬浮将导致火花放电,例如一次绕组支持螺母松动,造成一次绕组屏蔽铝箔电位悬浮,末屏引线接触或焊接不良甚至断线,均会引起此类故障。

5) -次连接夹板、螺栓、螺母松动,末屏接地螺母松动,抽头紧固螺母松动等,均可能使接触电阻增大,从而导致局部过热故障。此外,现场维护管理不当也应引起重视。例如,互感器进水受潮,虽然可能与制造厂的密封结构和密封材料有关,但是,也有维护管理的问题。一般来说,现场真空脱气不充分或者检修时不进行真空干燥,致使油中溶解气体易饱和或油纸绝缘中残存气泡和含湿较高。所有这些,都将给设备留下安全隐患。

07 和电流表的关系

虽然电流表和电流互感器的型号很多,但最基本的是不会变的,一般情况下,互感器用的电流表的充许最大电流是5A,所以,你要根据你用电负荷来选择使用电流表和互感器。例:如果你的动力负荷是50KW,通过计算可以知道,电流应是100A左右,那你要选择100A或是150A的电流表,互感器要选择100/5或是150/5的互感器,100/5、150/5、把100A、150变成5A的电流,我们尽量选择稍微大一点的,150/5的互感器和150A的电流表,来配套使用。

本文网址:http://www.dgdwzx.com/news/435.html

关键词:微型电流互感器,漏电流互感器,交流电流互感器

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