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2020年10月21日  星期三
  
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    儀用互感器工作原理及特點
    作者:LIYUN  來源:軟啟動技術網  發表時間:2016-04-07 17:13:37  點擊:179

     二、儀用互感器

    電工儀表中的交流電流表一般可直接用來測量510A以下的電流:交流電壓表可直接用于測量450V以下的電壓。而在實踐中有時往往需測量幾百、幾千安的大電流及幾千、幾萬伏的高電壓,此時必須加接儀用互感器。

    儀用互感器是作為測量用的專用設備,分電流互感器和電壓互感器兩種,它們的工作原理與變壓器相同。

    使用儀用互感器的目的:一是為了測量人員的安全,使測量回路與高壓電網相互隔離;二是擴大測量儀表(電流表及電壓表)的測量范圍。儀用互感器除用于交流電流及交流電壓的測量外,還用于各種繼電保護裝置的測量系統,因此儀用互感器的應用很廣,下面分別介紹。

     1.電流互感器

    在電工測量中用來按比例變換交流電流的儀器稱為電流互感器。

    電流互感器的基本結構形式及工作原理與單相變壓器相似,它也有兩個繞組:一次繞組串聯在被測的交流電路中,流過的是被測電流I1,它一般只有一匝或幾匝,用粗導線繞制;二次繞組匝數較多,與交流電流表(或瓦時計、功率表)相接,如圖237所示。

    237  電流互感器

    由變壓器工作原理可得   182555-111213131323929

    KI稱為電流互感器的額定電流比,標在電流互感器的銘牌上,只要讀出接在電流互感器二次線圈一側電流表的讀數,則一次電路的待測電流就很容易從上式中得到。一般二次電流表用量程為5A的儀表。只要改變接入的電流互感器的變流比,就可測量大小不同的一次電流。

    在實際應用中,與電流互感器配套使用的電流表已換算成一次電流,其標度尺即按一次電流分度,這樣可以直接讀數,不必再進行換算。例如按5A制造的但與額定電流比6005A的電流互感器配套使用的電流表,其標度尺即按600A分度。

    使用電流互感器時必須注意以下事項:

    1)電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。因為二次繞組開路時,電流互感器處于空載運行狀態,此時一次繞組流過的電流(被測電流)全部為勵磁電流,使鐵心中的磁通急劇增大,一方面使鐵心損耗急劇增加,造成鐵心過熱,燒損繞組;另一方面將在二次繞組感應出很高的電壓,可能使絕緣擊穿,并危及測量人員和設備的安全。因此在一次電路工作時如需檢修或拆換電流表、功率表的電流線圈時,必須先將電流互感器的二次繞組短接。

    2)電流互感器的鐵心及二次繞組一端必須可靠接地,如圖237b)所示,以防止絕緣擊穿后,電力系統的高壓危及工作人員及設備的安全。

    利用互感器原理制造的便攜式鉗形電流表如圖238所示。它的閉合鐵心可以張開,將被測載流導線鉗入鐵心窗口中,被測導線相當于電流互感器的一次繞組,鐵心上繞二次繞組,與測量儀表相連,可直接讀出被測電流的數值。其優點是測量線路電流時不必斷開電路,使用方便。

    238  鉗形電流表

    使用鉗形電流表時應注意使被測導線處于窗口中央,否則會增加測量誤差;不知電流大小時,應將選擋開關置于大量程上,以防損壞表計;如果被測電流過小,可將被測導線在鉗口內多繞幾圈,然后將讀數除以所繞匝數;使用時還要注意安全,保持與帶電部分的安全距離,如被測導線的電壓較高時,還應戴絕緣手套和使用絕緣墊。

    與變壓器一樣,式182555-111213131403406僅是一個近似計算公式,即用電流互感器進行電流測量時存在一定的誤差,根據誤差的大小,電流互感器分下列各級:0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。如0.5級的電流互感器表示在額定電流時,測量誤差最大不超過±0.5%。電流互感器精確度等級越高,測量誤差越小,但價格越貴。

    2.電壓互感器

    在電工測量中用來按比例變換交流電壓的儀器稱為電壓互感器。如圖239所示。

    電壓互感器的基本結構形式及工作原理與單相變壓器很相似。它的一次繞組(一次線圈)匝數為N1,,與待測電路并聯;二次繞組(二次線圈)匝數為N2,與電壓表并聯。一次電壓為Ul,二次電壓為U2,因此電壓互感器實際上是一臺降壓變壓器,其變壓比Ku182555-11121313142N59

    239  電壓互感器

     

    Ku常標在電壓互感器的銘牌上,只要讀出二次電壓表的讀數,一次電路的電壓即可由上式得出。一般二次電壓表均用量程為100V的儀表。只要改變接入的電壓互感器的變壓比,就可測量高低不同的電壓。在實際應用中,與電壓互感器配套使用的電壓表已換算成一次電壓,其標度尺即按一次電壓分度,這樣可以直接讀數,不必再進行換算。例如按100V制造但與額定電壓比10 000100V的電壓互感器配套使用的電壓表,其標度尺即接10 000V分度。

    使用電壓互感器時必須注意以下事項:

    1)電壓互感器的二次繞組在使用時絕不允許短路。如二次繞組短路,將產生很大的短路電流,導致電壓互感器燒壞。

        2)電壓互感器的鐵心及二次繞組的一端必須可靠地接地,如圖239b)所示,以保證工作人員及設備的安全。

    3)電壓互感器有一定的額定容量,使用時二次繞組回路不宜接入過多的儀表,以免影響電壓互感器的測量精度。

    26用變壓比為10 000100 V的電壓互感器,變流比為1005 A的電流互感器擴大量程,其電流表讀數為3.5 A,電壓表讀數為96V,試求被測電路的電流、電壓各為多少,

    解: 因為電流互感器負載電流等于電流表讀數乘上電流互感器電流比,即

    被測電路的電流為70A,電壓為9600V。

     
     

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