淺談開合式電流互感器的工作原理及應(yīng)用

時(shí)間：2022-06-24作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：385

1、電流互感器原理






圖l 常見的電流互感器

電流互感器，英文叫做“currenttransformer”,又叫做電流互感器．它的原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測置的電流的線路中、因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)．它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測檻，二次側(cè)不可開路。（見圖2)



圖2電流互感器的原理結(jié)構(gòu)圖

2、電流互感器的技術(shù)參數(shù)
在選用電流互感器時(shí)，有幾個(gè)重要參數(shù)需要搞清楚，否則輕則測擻、保護(hù)不準(zhǔn)，重則燒毀互感器及其設(shè)備。主 要的技術(shù)參數(shù)如下：
2.1設(shè)備電壓
在GB20840中規(guī)定，設(shè)備電壓有≤0.66、3.6、7.2、12、17.5、24、40.5、72.5、126、252、363、550、800 KV,低壓的電流互感器不可以使用在高壓上而，因?yàn)檫@個(gè)涉及到互感器的額定絕緣水平，如果低壓使用在高壓上面， 互感器就會(huì)被擊穿，導(dǎo)致無法工作，當(dāng)然中高壓互感器的成本和體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大千低壓，所以一般也不會(huì)把高壓用在低壓上面。
2.2互感器的準(zhǔn)確級(jí)
表示互感器本身誤差（比差和角差）的等級(jí)。電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)分為0.l -S多種級(jí)別，用千發(fā)電廠、變電站、用電單位配電控制盤上的電氣儀表一般采用0.5級(jí)或0.2級(jí)；用于設(shè)備、線路的繼電保護(hù)一般不**1級(jí)，準(zhǔn)確級(jí)越高互感器要求越高，互感器的效果（測蜇精度、保護(hù)效果）越好。準(zhǔn)確級(jí)包含兩個(gè)因素，比差和角差。比值誤差簡稱比差，一般用符號(hào)f表示，它等于實(shí)際的二次電流與折算到二次側(cè)的一次電流的差值，與折算到二次側(cè)的一次電流的比值．以百分?jǐn)?shù)表示。角差：相角誤差簡稱角差，一般用符號(hào)8表示，它是旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流向量與一次電流向量之間的相位差。規(guī)定二次電流向蜇**前于一次電流向量8為正值，反之為負(fù)值．用分（＇）為計(jì)算單位。
2.3互感器電流比
一次電流和二次電流的匝比，如：100/5A、200/5A、 1000/lA等一般匝比越多，互感器的準(zhǔn)確級(jí)就越高。一 般低千100/SA的互感器，就要采用二次小電流來制作，如 100/lA或者較低，如果非要使用5A輸出，則衙要增加一次匝數(shù)。
2.4額定容量
額定二次電流通過二次額定負(fù)荷時(shí)所消耗的視在功率。額定容匱可以用視在功率VA表示，也可以用二次額 定負(fù)荷阻抗0表示。
3、開合式電流互感器的作用

圖3 我公司開合式電流互感器在客戶現(xiàn)場應(yīng)用
 
開合式電流互感器又稱開啟式電流互感器、 開口式電流互感器，英文叫做“split core current transformer”。主要應(yīng)用于配電系統(tǒng)改迨項(xiàng)且可與練電器保護(hù)測量以及計(jì)蜇裝置配套使用。由于互感器是開合式設(shè)計(jì)，所以安裝方便， 無須拆一次母線 亦可帶電操作不影響客戶正常用電。（見圖3）
現(xiàn)在國家日益對(duì)能源管理提出要求，每個(gè)企業(yè)工廠都要管理自己的能源、其中就包含對(duì)電能源的管理、考核。開合式互感器的優(yōu)點(diǎn)就是可以在不破壞原先的線路結(jié)構(gòu)來進(jìn)行自我測量， 非常方便， 所以使用非常廣泛。
同時(shí)國家提出了新一輪的工農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目計(jì)劃， 在工農(nóng)電網(wǎng)的改造中**的要出現(xiàn)電流互感器的較新和替代， 所以開合式電流互感器為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力物力、財(cái)力、提有效率。
 
4、開合式電流互感器與普通電流互感器的區(qū)別
那開合式電流互感器是一種*特結(jié)構(gòu)的電流互感器，但是它和電流互感器在使用上又有明顯的區(qū)別?
4.1開合式互感器常適用千低壓設(shè)備
因?yàn)殚_合式設(shè)計(jì)，互感器的密封性就打了折扣，所以開合式互感器常適用千低壓設(shè)備， 當(dāng)然一些中壓如lOKV，35KV使用了的是絕緣電纜， 如緊湊型全絕緣環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，在絕緣不受影響的情況下，亦可以使用開合式電流互感器。
4.2開合式互感器—次一般為穿心
即是一次通常為一1世， 多匝對(duì)于開合式互感器來說非常不便。
4.3開合式互感器由干磁路已經(jīng)斷開， 所以一般同樣體積的開合式互感器準(zhǔn)確及不上普通的電流互感器。（見圖4)
 

圖4 閉合式電流互感器和開合式電流互感器磁場示意圖
 
5、開合式電流互感器的安全要求
由千開合式電流互感器更多的是后期的改造項(xiàng)目， 或者是手持測楹， 所以這里面就涉及到人員與互感器的互動(dòng)操作， 這就提出了開合式互感器的安全使用要求， 互感器的國家標(biāo)準(zhǔn)GB20840目前沒有對(duì)開合式互感器做過定義．所以較沒有安全的要求。所以我們更多的參考《GB4793.2測量、控制和試驗(yàn)用電氣設(shè)備的安全要求*二部分：電工
測量和試驗(yàn)用手待和手操電流互感器的特殊要求》， 目前的此標(biāo)準(zhǔn)的版本號(hào)是2008。
《GB4793.2測量、控制和試驗(yàn)用電氣設(shè)備的安全要求*二部分：電工測量和試驗(yàn)用手持和手操電流互感器的特殊要求》，將目前的開合式互感器分出類來， 一共分為3類，在使用時(shí)要了韶三種電流互感器的特點(diǎn)。 否則*發(fā)生事故。三種類型如下。
5.1 A型電流互感器
應(yīng)能在非絕緣的危險(xiǎn)帶電體上進(jìn)行夾裝或拆除。A型電流互感器的手持或手持部分應(yīng)提供被測導(dǎo)體的防電擊保護(hù)，在閉合的狀態(tài)下，還應(yīng)提供防止電線之間和回流條之間短路的保護(hù)。
由于它要求能夠應(yīng)用在非絕緣的危險(xiǎn)帶電體上， 有可能是裸需的銅牌等，故A型電流互感器只能適用于低
 

 
A型做為附件的電流互感器（無顯示電流值部分． 需要配套裝置）
 

 
A型具有獨(dú)立測量功能的電流互感器(有顯示電流值部分．比較直觀．多用于電流測量)
壓(lkV以下）不能應(yīng)用千高壓。
5.2 B型柔性電流互感器（羅氏線圈）
 

 
B型電流互感器應(yīng)能在閉合狀態(tài)下提供防止電線之間或匯流條之間短路的保護(hù)， 但手待或者手操部分不提供防電擊保護(hù)。為避免電擊危險(xiǎn)．在使用或移動(dòng)電流互感器測囂不斷電的危險(xiǎn)帶電導(dǎo)體時(shí)，祈提供附加保護(hù)措施。
羅氏線圈可以在不斷電的情況下，進(jìn)行人工操作。
5.3 C型分裂鐵心式電流互感器
 

 
C型分裂鐵心式電流互感器在閉合狀態(tài)下， 不能提供防止電線之間或者匯流條之間短路的保護(hù)。只有在非絕緣的危險(xiǎn)帶電導(dǎo)體斷電時(shí)．才能使用或者拆除C型電流互感器。
C型分裂鐵芯電流互感器在設(shè)備斷電才可以使用或拆除。


6、開合式互感器安裝注意事項(xiàng)
 

圖5 我公司部分開合式安裝過程
 
開合式電流互感器是傳感器在安裝使用過程中注意以下幾點(diǎn)：
6.1使用前檢查標(biāo)簽當(dāng)中的標(biāo)志
這個(gè)符號(hào)表示不能從危險(xiǎn)導(dǎo)體上安裝或者拆除， 即是不可以帶電操作；
這個(gè)符號(hào)表示允許從危險(xiǎn)導(dǎo)體上安裝或者拆除， 即是允許帶電操作。
6.2外觀是否變形，否則將影響測試精度
6.3使用前檢查鐵芯端面是否干凈
可用干綢布擦拭（嚴(yán)禁沾灑情和水）（見圖6)
 

圖6 開合式鐵芯端面
 
6.4使用環(huán)境要求
遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場， 以免影響測試精度，使用環(huán)境溫度為-25℃ ~ + 55℃相對(duì)濕度應(yīng)小千80% ，嚴(yán)禁在潮濕及有腐蝕性氣體的環(huán)境中使用。
6.5標(biāo)準(zhǔn)開合式互感器系列
開口位置有緊固螺絲，確定安裝位置后請(qǐng)擰緊螺絲，以免互感器掉落。（見圖7)
 

圖7標(biāo)準(zhǔn)開合式緊固嫘絲位置
6.6極性
互感器采用減極性，一次電流從Pl流入，二次電流從Sl流出。（見圖8）
 

圖8 互感器同名端示意圖
 
6.7 使用過程中互感器嚴(yán)禁二次開路
一般二次電壓輸出或者羅氏線圈互感器不會(huì)產(chǎn)生二次高壓。
6.8 開合式互感器在安裝過程中應(yīng)確保二次電路已連接完畢后方可安裝互感器， 以免造成電流互感器二次開路
類似6.7, 一般二次電壓輸出或者羅氏線圈互感器**次高壓危險(xiǎn)。
6.9 互感器二次負(fù)荷嚴(yán)格按照要求， 否則有可能造成準(zhǔn)確級(jí)誤差
如開合式互感器二次電流為5A時(shí)二次負(fù)載為2.SYA；如二次負(fù)載大于2.SYA， 會(huì)影響測試精度。
6.10使用過程中保持鐵芯端面清潔且閉合狀態(tài)良好
6.11使用過程中應(yīng)輕拿輕放
防止重物碰撞，以免影響精度。
 
7、開合式電流互感器的發(fā)展趨勢
7.1小型化
小型化可以說是互感器發(fā)展的一個(gè)趨勢，因?yàn)楝F(xiàn)在各種電子產(chǎn)品都在越做越小，如同當(dāng)初CRT電視機(jī)到現(xiàn)在的 LED、LCD的電視機(jī)，從以前的磚頭手機(jī)到現(xiàn)在的**薄手機(jī)， 都在走小型平薄化發(fā)展，所以說作為一個(gè)元器件，互感器小型化勢在必行。那有人會(huì)說，互感器是個(gè)磁傳導(dǎo)的傳感器，你互感器小型化了，磁傳導(dǎo)肯定不理想，那么你如何保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)呢？那么就要講互感器的下一個(gè)趨勢，一致化。
7.2一致化
我們知道互感器起到的作用就是一個(gè)優(yōu)良的傳感器，它的作用就是傳遞信號(hào)，把一次側(cè)的電壓或者電流信號(hào)傳遞給二次側(cè)，在補(bǔ)償技術(shù)不發(fā)達(dá)的昨天，我們要求互感器有足夠的準(zhǔn)確級(jí)以減少后面的補(bǔ)償難度．但在今天補(bǔ)償技術(shù)很發(fā)達(dá)，你的準(zhǔn)確級(jí)差一點(diǎn)，甚至線性度差一點(diǎn)，但是我的補(bǔ)償技術(shù)完全可以將其補(bǔ)回來。那大家肯定要說，那 互感器不是很簡單，隨便做做，反正連準(zhǔn)確級(jí)都不要了。 不是這樣的，你一個(gè)互感器補(bǔ)償回來了，假如你100臺(tái)1、OOO臺(tái)互感器呢，如果每個(gè)互感器之間誤差很大，工程師豈不是每臺(tái)都需要補(bǔ)償，這樣還不要累死，所以說這就涉及到互感器的一致性，保證互感器的一致性，工程師只要 補(bǔ)償一個(gè)互感器數(shù)據(jù)，其余都通配。這樣就大大減輕了互感器補(bǔ)償?shù)墓ぷ餍M。
當(dāng)然這個(gè)目前來說還不能夠完全做到，因?yàn)楝F(xiàn)在的磁 芯材料還不夠穩(wěn)定，一致性還不能完全滿足要求，但是這 應(yīng)該是互感器發(fā)展的一個(gè)趨勢，就是一致化。
7.3數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)在大部分的互感器都是建立在磁轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，所 以二次多為模擬信號(hào)，但現(xiàn)在已經(jīng)慢慢發(fā)展了一批電子式互感器，他們的優(yōu)點(diǎn)是二次信號(hào)為數(shù)字式信號(hào)．其數(shù)字化 輸出、網(wǎng)絡(luò)化接線使得電網(wǎng)較安全、較環(huán)保、較利千一次設(shè)備乃至整個(gè)輸配電系統(tǒng)的智能化。所以數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化是互感器未來的一個(gè)趨勢。
 
8、安科瑞開合式電流互感器介紹
8.1AKH-0.66/K開口式電流互感器
AKH- 0. 66K系列開口式電流互感器主要應(yīng)用千工業(yè)中城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目， 安裝方便， 無須拆一次母線， 亦可帶電操作， 不影響客戶正常用電， 為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力， 提有效率。該系列電流互感器可與繼電器保護(hù)、測量以及計(jì)量裝置配套使用。
8.1.1規(guī)格尺寸
 

 
8.1.2技術(shù)參數(shù)
 



注：AKH-0.66/K-P-120 X 60、K-P-160X80、K-P-200X 80外形尺寸同K-120X60、K-160X80、K-200X80
 


 
注：AKH-0.66/K-P-120 X 60、K-P-160X80、K-P-200X 80外形尺寸同K-120X60、K-160X80、K-200X80
 
8.2AKH-0. 66/K-Φ系列開口電流互感器
產(chǎn)品外形美觀，安裝，接線方便。**于通訊機(jī)房300A及以下配電系統(tǒng)改造，可與AMC16多回路監(jiān)控儀表配合使用。
8.2.1規(guī)格尺寸
 


 
互感器二次引出線為RV軟導(dǎo)線， 其中紅色為S1,黑色為S2, S1、S2引出線標(biāo)配長度為2m士10cm。
 

 
8.2.2技術(shù)參數(shù)
 


 
 
 

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