電流互感器是什么?工作原理是什么呢?
電流互感器和變壓器很相象,變壓器在線路上,主要用來改變線路的電壓,而電流互感器接在線路上,主要用來改變線路的電流,所以電流互感器從前也叫做變流器。后來,一般把直流電變成交流電的儀器設(shè)備,叫做變流器,把改變線路上電流的大小的電器,根據(jù)它通過互感器的工作原理,叫做電流互感器。
線路上為什么需要變電流呢?這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電和用電的不同情況,線路上的電流大小不一,而且相差懸殊,有的只有幾安,有的卻大至幾萬安。要直接測(cè)量這些大大小小的電流,就需要根據(jù)線路電流的大小,制作相應(yīng)為幾安直到幾萬安不同的許多電流表和其他電氣儀表。這樣就會(huì)給儀表制造帶來極大的困難。此外,有的線路是高壓的,例如 22 萬伏或 1 萬伏等高壓輸電供電線路,要直接用 電氣儀表測(cè)量高壓線路上的電流,那是極其危險(xiǎn)的,也是絕對(duì)不允許的。
如果在線路上接入電流互感器變電流,那么就可以把線路上大大小小的電流,按不同的比例,統(tǒng)一變成大小相近的電流。只要用一種電流規(guī)格的電氣儀表,例如通用的電流為 5A 的電氣儀表,就可以通過電流互感器,測(cè)量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。同時(shí)電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相象,它也有兩個(gè)繞組,一個(gè)叫原邊繞組或一次繞組;一個(gè)叫副邊繞組或二次繞組。兩個(gè)繞組之間有絕緣,使兩個(gè)繞組之間有電的隔離。電流互感器在運(yùn)行時(shí)一次繞組 W1 接在線路上二次繞組 W2 接電氣儀表,因此在測(cè)量高壓線路上的電流時(shí),盡管原邊電壓很高,但是副邊電壓卻很低,操作人員和儀表都很安全。
由此可見,電流互感器除了可以將線路上大小不一的電流變成一定大小的電流,以便于測(cè)量之外,還可以起到與線路絕緣的作用,以保證操作人員和儀表的安全。
那么,電流互感器的工作原理是怎么樣的呢?
在供用電的線路中,電流巨細(xì)相差懸殊,從幾安培到幾萬安培不等。為便于儀器、外表的丈量,需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流,別的供用電線路上的電壓都比較高,如直接丈量對(duì)儀器、外表和人都是十分風(fēng)險(xiǎn)的。為此規(guī)劃的電流互感器就起到變流和電氣隔離的效果。
指針式電流顯示外表大部分是安培級(jí),所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的(如***等),而計(jì)算機(jī)的采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)(0~5V、4~20mA等)。為此采用微型電流互感器(二次電流為毫安級(jí))作為電流互感器與計(jì)算機(jī)采樣信號(hào)之問的橋梁,進(jìn)行電流的二次改換。
電流互感器由一次線圈、二次線圈、鐵心、絕緣支撐及出線端子等組成。電流互感器的鐵心由硅鋼片疊制而成,其一次線圈與主電路串聯(lián),且通過被測(cè)電流I1,它在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變磁通,使二次線圈感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流I2(其額定電流為***)。如將勵(lì)磁損耗忽略不計(jì),則I1n1=I2n2,其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的變流比K=I1/I2=n2/n1。由于電流互感器的一次線圈連接在主電路中,所以一次線圈對(duì)地必須采取與一次線路電壓相適應(yīng)的絕緣材料,以確保二次回路與人身的安全。二次回路由電流互感器的二次線圈、外表以及繼電器的電流線圈串聯(lián)組成。