一、工作原理
電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理從而研發(fā)出來的,由閉合鐵心與繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少,則連接在電源線上,線電流是互感器的一次電流。電流互感器二次側(cè)繞組匝數(shù)較多,外部電路與測(cè)量?jī)x表,儀表或繼電保護(hù)及自動(dòng)控制裝置相連。
二、為什么二次側(cè)不能斷路
電流互感器是升壓變壓器,n1小,n2大。接入電路時(shí),電流互感器是和要測(cè)量電流的回路串聯(lián)的。因?yàn)橐淮蝹?cè)一般僅有1到3匝(電纜或母線直穿或繞2~3匝),可以想象其反映在一次側(cè)的阻抗很小。因此,原邊的電流與電流互感器一次阻抗無(wú)關(guān),等于被測(cè)量電路的電流。根據(jù)變壓器原理可知,此時(shí)原邊電流等于副邊電流的n2/n1倍,因?yàn)閚1小,所以實(shí)現(xiàn)了把大電流按比例縮小,從而方便測(cè)量的目的。例如500/5的電流互感器,n1/n2=I2/I1=1/100,副邊電流是原邊的百分之一。如果互感器是原邊直接穿母線或者電纜的話,原邊相當(dāng)于1匝,副邊有100匝。因?yàn)樵呺娏鱅1不由互感器決定,所以副邊電流I2也不由互感器決定,可見,電流互感器是電流源。
當(dāng)電流互感器的二次負(fù)載是10VA的測(cè)量?jī)x表時(shí),副邊負(fù)載阻抗約10/(5*5)=0.4歐姆。根據(jù)電流源的定義,可以認(rèn)為互感器本身是一個(gè)5A的理想電流源和一個(gè)阻值較大的內(nèi)阻的并聯(lián),內(nèi)阻起到了分流的作用。
我們測(cè)量時(shí),希望的是無(wú)論測(cè)量?jī)x表的阻抗怎么變,只要在互感器負(fù)載范圍內(nèi),電流大小都是恒定的,就是說變化量在精度范圍內(nèi)。這就要求并聯(lián)內(nèi)阻的阻值要遠(yuǎn)大于負(fù)載阻抗。同樣假設(shè)精度0.5%,則副邊內(nèi)阻需在0.4/0.5%=80歐姆以上。此時(shí)負(fù)載阻抗只要在0.4歐姆之內(nèi)變化(二次輸出小于10VA),電流可認(rèn)為基本恒定不變(等于原邊被測(cè)量電流的百分之一)。
為方便計(jì)算,我們假設(shè)實(shí)際產(chǎn)品精度更好,內(nèi)阻是100歐姆。
此時(shí),反映在副邊上的電壓U2等于測(cè)量?jī)x表兩端電壓,即U2=5*0.4=2V。電流源的并聯(lián)內(nèi)阻上也是2V。損耗=2*2/100=0.04瓦。以上為正常運(yùn)行情況。
如果二次側(cè)開路,即儀表阻抗為無(wú)窮大,則內(nèi)阻R0上電流為5A,其兩端電壓U2=5*100=500V,損耗=5*5*100=2500W。
此時(shí),互感器會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱,并因?yàn)殡妷禾撸赡軗舸p壞。
所以,電流互感器不能開路。但二次側(cè)短路是可以的,因?yàn)槿绻搪罚敵鲭娏鞑蛔儯詾?A,內(nèi)阻上電流為0,損耗為0。互感器不受影響。


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