電流互感器與變壓器都是我們經常需要用到的器件,而且兩者在一定情況下還起著類似的作用,電流互感器是一種按照電磁感應原理原理制作的可測量交流電流的簡單器件,變壓器想必大家都曉得,就是用來轉換電壓的,在充電器等電源類設備中是必備的器件。
電流互感器的主要所用是用來將交流電路中的大電流轉換為一定比例的小電流(我國標準為5安倍),以供測量和繼電保護只之用。大家應該知道在發(fā)電、變電、輸電、配電過程中由于用電設備的不同,電流往往從幾十安到幾萬安都有,而且這些電路還可能伴隨高壓。那么為了能夠對這些線路的電路進行監(jiān)控、測量,同時又要解決高壓、高電流帶來的危險,這時就需要用到電流互感器了。
電流互感器和變壓器的區(qū)別
電流互感器與變壓器相同的是工作原理,都是由于電磁感應。不同的是結構和用途,變壓器用于電壓變化升降,電流互感器用于計量。
電流互感器與變壓器兩者的主要區(qū)別如下:
①電流互感器嚴禁二次側開路,因這會引起一次電流全部是鐵心的激磁電流,使之飽和并在二次側感應示高壓,發(fā)生絕緣擊穿事故,而變壓器無此限制。
②電流互感器二次側所接負載的阻抗很小,近似短路,變壓器二次側不允許短路。
③電流互感器鐵心的磁通密度設計值較低,僅0.08~0.1T;而變壓器鐵心的磁通密度,冷軋硅鋼片≤1.7T,熱軋硅鋼片≤1.45T。
④電流互感器的二次電流隨一次電流的大小而變化,而變壓器則倒過來,其一次電流的大小,由二次(即負載)電流的大小來決定。
電壓互感器為什么不能短路?電流互感器為什么不能開路?
電壓互感器一次側要是短路那就會形成相間短路;電流互感器一次側要是開路那就會使該相線形成斷路。
電流互感器二次側不許開路運行。因為接在電流互感器副線圈上的儀表線圈的阻抗很小,相當于在副線圈短路狀態(tài)下運行。互感器副線圈端子上電壓只有幾伏。因而鐵芯中的磁通量是很小的。原線圈磁動勢雖然可達到幾百安或上千安匝或更大。但是大部分被短路副線圈所建立的去磁磁動勢所抵消,只剩下很小一部分作為鐵芯的勵磁磁動勢以建立鐵芯中的磁通。如果在運行中時副線圈斷開,副邊電流等于零,那么起去磁作用的磁動勢消失,而原邊的磁動勢不變,原邊被測電流全部成為勵磁電流,這將使鐵芯中磁通量急劇,鐵芯嚴重發(fā)熱以致燒壞線圈絕緣,或使高壓側對地短路。另外副線圈開路會感應出很高的電壓,這對儀表和操作人員是很危險的所以電流互感器二次側不許斷開。
如果電壓互感器的二次側運行中短路,二次線圈的阻抗大大減小,就會出現很大的短路電流,使副線圈因嚴重發(fā)熱而燒毀。因此在運行中互感器不允許短路。一般電壓互感器二次側要用熔斷器。只有35千伏及以下的互感器中,才在高壓側有熔斷器其目的是當互感器發(fā)生短路時把它從高壓電路中切斷,短路電阻小,則電壓與電阻的商大,即電流大,危險!
再解釋得通俗一點:
因為同一個電流互感器的二次側I是由固定的,由U=IΩ得當二次側開路時Ω無限大,二次側的電壓U也會無限大,所以當電流互感器開路時容易產生高壓電擊事故,
同樣的電壓互感器里U是固定的,由I=U/Ω,當電壓互感器短路時,會產生大無限大的電流,從而燒毀互感器。
測量電流互感器極性的方法
測量電流互感器的極性的方法很多,我們在工作時常采用的有以下三種試驗方法:①直流法;②交流法;③儀器法。
1 直流法
用1.5~3V干電池將其正極接于互感器的一次線圈L1,L2接負極,互感器的二次側K1接毫安表正極,負極接K2,接好線后,將K合上毫安表指針正偏,拉開后毫安表指針負偏,說明互感器接在電池正極上的端頭與接在毫安表正端的端頭為同極性,即L1、K1為同極性即互感器為減極性。如指針擺動與上述相反為加極性。
2 交流法
將電流互感器一、二次線圈的L2和二次側K2用導線連接起來,在二次側通以1~5V的交流電壓(用小量程),用10V以下的電壓表測量U2及U3的數值若U3=U1-U2為減極性。U3=U1 U2為加極性。
注意:在試驗過程中盡量使通入電壓低一些,以免電流太大損壞線圈,為了讀數清楚電壓表盡量選擇小一些,變流比在5以下時采用交流法測量比較簡單準確,對變流比超過10的互感器不要采用這種方法進行測量,因為U2的數值較小U3與U1的數值接近,電壓表的讀數不易區(qū)別大小,所以在測量時不好辨別,一般不宜采用此法測量極性。
3 儀表法
一般的互感器校驗儀都有極性指示器,在測量電流互感器誤差之前儀器可預先檢查極性,若指示器沒有指示則說明被試電流互感器極性正確(減極性)。
電流互感器與一般變壓器的區(qū)別
1、二次回路串的負載是電流表和繼電器的線圈阻抗小,運行時相當于二次短路的變壓器;
2、一次電流有主回路負載決定一次電流起主導作用,變壓器一次電流隨二次電流變化而變化,二次起主導作用;
3、變壓器一次電壓決定了鐵心磁通及二次電動勢,因此一次電壓不變二次電動勢也不變,互感器二次回路經常閉合,一次電流作用下二次電流大小決定于二次閉合回路中的阻抗,阻抗小時(正常)二次電流大,一次平衡電流就大則歷次電流小,二次電動勢就低,反之二次阻抗大時(開路時無限大)二次電流極小一次電流完全相當于勵磁電流二次感應電動勢極大(危害儀表裝置及人身安全);
4、互感器是一個恒流源,二次串上幾個電流表電流值不會減小,同時電流表阻抗小不會影響回路電流,變壓器二次加負載后對電量影響卻很大,互感器也需在額定負載范圍內運行,超大是也會影響出現超范圍誤差,同時繞組發(fā)熱絕緣老化加快。
注意:高壓CT二次一點接地,,一二次間絕緣破壞而高壓擊穿時可將高壓引入大地使二次保持地電位保證人員安全,若兩點以上接地將將形成環(huán)流而分流增加誤差同時影響動作準確性。
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