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电流互感器是转换电流的设备,根据电磁感应原理,将大电流转换为小电流供测量使用。它由闭合铁心和绕组构成。一次侧绕组匝数少,连接在需测量电流的线路中;二次侧绕组多,用于连接测量仪表和保护回路。重要的是,电流互感器二次侧不能开路。
正确穿线的方法是,根据负荷大小确定互感器的倍率。将一次线按规定从互感器中心穿绕,数内圈匝数而非外圈。例如,最大变流比为150/5的互感器,若需作为50/5使用,应穿绕3匝,即内圈3匝,外圈2匝。
当互感器铭牌丢失,用户负荷变化时,需先校验互感器,确定最高一次额定电流,再进行变比与匝数的换算。以最高一次额定电流150A的互感器,若需作为50/5使用,计算公式为一次穿芯匝数=150/50=3匝。反之,若原变比为50/5,穿芯匝数为3匝,需变换为75/5使用,最高一次额定电流为150A,变换后穿芯匝数应为2匝。若原穿芯匝数4匝,变换为75/5使用,最高一次额定电流为200A,变换后穿芯匝数应为2.66匝,实际操作时应为2或3匝,以减少测量误差。
电流互感器配用电表时可穿1--3根线,最多不超过5根。穿线方法及注意事项:1、通常电流互感器配用电表时,其一次侧只需穿1根线就行了。也就是说,若一次侧总电流为200A时,配用的电流表是200/5,选用的电流互感器也是200/5时,这时电流互感器的一次侧只需穿1根线就行了。这时的电量=电表的读数差×电流互感器的变比200/5。首先,根据负荷的大小确定互感器的倍率,然后将一次线按要求从互感器的中心穿绕,注意不能以绕在外圈的匝数为绕线匝数,应以穿入电流互感器内中的匝数为准。2、有时(一般为自制电量计量盘时),手头没有规格合适的电流互感器,仅有不同规格的电流互感器,为了节约成本可以将计就计,利用其它规格的电流互感器代用。如:一次侧总电流为200A时,配用的电流表是200/5,选用的电流互感器则是600/5时,这时电流互感器的一次侧就需穿3根线才行了。这时的电量=电表的读数差×电流互感器的变比600/5/3。如最大变流比为150/5的电流互感器,其一次最高额定电流为150A,如需作为50/5的互感器来用,导线应穿绕150/50=3匝,即内圈穿绕3匝,此时外圈为仅有2匝(即不论内圈多少匝,只要是从内往外穿,那么外圈的匝数总是比内圈少1匝的,当然如果导线是从外往内穿则反之),此时若以外圈匝数计,外圈3匝则内圈实际穿芯匝数为4匝,变换的一次电流为150/4=37.5A,变成了37.5/5的电流互感器,倍率为7.5,而在抄表中工作人员是以50/5、倍率为10的电流互感器来计算电度的,其误差为:(10-7.5)/7.5=0.33即多计电度33%。注意:变比根据需要随时调整。
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我们经常会感到困惑,电流互感器的穿线、绕线方向是否必须从P1进,P2出呢?电度表的进、出线端反接了会怎样呢?
在实际应用中,电流互感器不管是装在开关上端还是下端、也不管是从P1侧进还是从P2侧进,其实都可以正常使用,针对不同情况,它的接线方式可能稍微有点差别。要想知道为什么,那么就需要从电流互感器的原理说起。
一、电流互感器原理电流互感器实际上就是一个特殊的变压器,只是它的一次绕组只有一匝或者几匝。变压器原理图如下所示:
当给变压器一次绕组加上交流电压以后,那么一次绕组就会产生交变电流。假设一次绕组电流方向从上端进、从下端出,那么根据右手螺旋定则可得出,变压器一次线圈产生的磁场方向从下向上,如上图所示。
变压器一次线圈产生的磁场会被变压器铁芯约束在铁芯内,并沿铁芯传递给二次绕组。根据楞次定律,变压器二次绕组会产生的感应电流方向应该是上端出、下端进,如下图所示。
那如果把通入变压器一次线圈的电流方向反过来呢?
通过分析我们可以得出,如果把变压器一次电流方向反过来,那么变压器二次线圈产生的电流方向同样会反过来。
二、电流互感器磁场方向由于电流互感器的S1和P1是同名端,S2和P2是同名端。
如果电流互感器穿线(一次电流)方向是从P1--P2,那么二次绕组电流方向是从S1--S2;
如果电流互感器穿线(一次电流)方向是从P2--P1,那么二次绕组电流方向是从S2--S1;
三、电流互感器的接线对于电流互感器和电表接线,必须要分清方向。
其中再分两种情况讨论一下:
1、电度表为机械表,机械表的转盘是需要转矩的,转矩则是由表内的电压线圈和电流线圈所产生的电磁场,形成一个角度,使转盘能转动起来,所以当电流线反接时,会有反转的可能。
2、电度表为电子表,这种情况下电流线反接不会反转,因为电子表没有转盘!度数也不会越变越少,具体看电表的智能程度,可能会报警,可能会正常计度数,也有双向电表计量反送电至电网的。
一般我们在接电流互感器时,都是从P1这一面穿入,从P2穿出;所以接线时,也是S1接进线、S2接出线。
如果我们在接电流互感器时,是从P2这一面穿入,从P1穿出;那么我们接线时,就必须要反过来,即S2接进线、S1接出线。
对于电流互感器和电流表接线,可以不分方向。
由于电流互感器的二次感应电流是交流,而交流电流表接线是不需要分正反的。所以对于互感器和电流表接线,不管互感器从哪一面穿入或穿出,也不管S1接进还是出,都不影响正常工作。
关于电流互感器接地。
为了防止一二次线圈之间因绝缘损坏出现高压击穿时,电流互感器二次绕组一端必须接地。如果有三个电流互感器,那么可以分开接地,可以三个互感器一端并联接地。如果是三个互感器一端并联接地,那么也必须保证并联的一端是同名端,避免发生短路。
总的来说,我们讨论这个议题的意义不是很大,因为电度表的接线是比较基本的知识,接错的概率不大,我们大多是因为好奇,才偶尔突发奇想,回到实际应用中,我认为不管能不能反接,我们就严格按照说明书的要求去接就行了,对配电柜的结构、布置基本没影响。
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