常见的电流互感器结构原理:电流互感器结构比较简单,由相互绝缘的初级线圈、二次线圈、铁芯及构架、外壳、接线端子等组成。它的工作原理与变压器基本相同,一次绕组的匝数(N1)较少,直接串联在电源线路上,一次负荷电流(I1)通过一次绕组,所产生的交变磁通感应产生比例减小的二次电流(I2);二次绕组的匝数(N2)较多,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路,由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数(N2),电流互感器实际运行中负荷阻抗很小,因此二次绕组与变压器的短路状态相同。
较早前,显示仪表大部分是指针式的电流电压表,所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的(如5A等)。现在的电量测量大多数字化,而计算机的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。)
电流互感器原理线路图微型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微型电流互感器变换的是电流罢了。如图绕组N1接被测电流,称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);绕组N2接测量仪表,称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。
微型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。微型电流互感器在额定工作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
微型电流互感器大致可分为两类,测量用电流互感器和保护用电流互感器。
测量用电流互感器
测量用电流互感器主要与测量仪表配合,在线路正常工作状态下,用来测量电流、电压、功率等。
电流互感器
1)一次绕组串联在被测电路中,匝数很少,一般为一匝或几匝。一次电流完全取决于被测电路的负荷电流,而与二次负载无关。二次绕组匝数多,二次侧额定电流为5A或1A。
2)二次侧所串接的测量仪表和继电器的电流线圈阻抗很小,正常运行时接近于短路状态,因此一、二次感应电动势和端电压都很低,不超过十几伏。
3)运行中二次侧绝不允许开路。若二次开路,铁芯内的磁通将剧增,引起铁芯严重饱和,磁通波形畸变为平顶波;由于副绕组匝数多,感应电动势与磁通变化率成正比,因此,磁通过零时副绕组将产生很高的尖顶波电动势,峰值可达数千伏甚至万伏,这对工作人员和二次回路中的设备都有很高的危险;同时由于铁芯磁感应强度和铁损剧增,将使铁芯过热而损坏绝缘。
4)为防止电流互感器二次侧开路,规定二次侧不得装设熔断器,在运行中若需拆除仪表和继电器时,先用导线或短路压板将二次回路短接,以防止开路。
2、电压互感器