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    仪用互感器工作原理及特点
    作者:LIYUN  来源:  发表时间:2016-04-07 17:13:37  点击:70

     二、仪用互感器

    电工仪表中的交流电流表一般可直接用来测量510A以下的电流:交流电压表可直接用于测量450V以下的电压。而在实践中有时往往需测量几百、几千安的大电流及几千、几万伏的高电压,此时必须加接仪用互感器。

    仪用互感器是作为测量用的专用设备,分电流互感器和电压互感器两种,它们的工作原理与变压器相同。

    使用仪用互感器的目的:一是为了测量人员的安全,使测量回路与高压电网相互隔离;二是扩大测量仪表(电流表及电压表)的测量范围。仪用互感器除用于交流电流及交流电压的测量外,还用于各种继电保护装置的测量系统,因此仪用互感器的应用很广,下面分别介绍。

     1.电流互感器

    在电工测量中用来按比例变换交流电流的仪器称为电流互感器。

    电流互感器的基本结构形式及工作原理与单相变压器相似,它也有两个绕组:一次绕组串联在被测的交流电路中,流过的是被测电流I1,它一般只有一匝或几匝,用粗导线绕制;二次绕组匝数较多,与交流电流表(或瓦时计、功率表)相接,如图237所示。

    237  电流互感器

    由变压器工作原理可得   182555-111213131323929

    KI称为电流互感器的额定电流比,标在电流互感器的铭牌上,只要读出接在电流互感器二次线圈一侧电流表的读数,则一次电路的待测电流就很容易从上式中得到。一般二次电流表用量程为5A的仪表。只要改变接入的电流互感器的变流比,就可测量大小不同的一次电流。

    在实际应用中,与电流互感器配套使用的电流表已换算成一次电流,其标度尺即按一次电流分度,这样可以直接读数,不必再进行换算。例如按5A制造的但与额定电流比6005A的电流互感器配套使用的电流表,其标度尺即按600A分度。

    使用电流互感器时必须注意以下事项:

    1)电流互感器的二次绕组绝对不允许开路。因为二次绕组开路时,电流互感器处于空载运行状态,此时一次绕组流过的电流(被测电流)全部为励磁电流,使铁心中的磁通急剧增大,一方面使铁心损耗急剧增加,造成铁心过热,烧损绕组;另一方面将在二次绕组感应出很高的电压,可能使绝缘击穿,并危及测量人员和设备的安全。因此在一次电路工作时如需检修或拆换电流表、功率表的电流线圈时,必须先将电流互感器的二次绕组短接。

    2)电流互感器的铁心及二次绕组一端必须可靠接地,如图237b)所示,以防止绝缘击穿后,电力系统的高压危及工作人员及设备的安全。

    利用互感器原理制造的便携式钳形电流表如图238所示。它的闭合铁心可以张开,将被测载流导线钳入铁心窗口中,被测导线相当于电流互感器的一次绕组,铁心上绕二次绕组,与测量仪表相连,可直接读出被测电流的数值。其优点是测量线路电流时不必断开电路,使用方便。

    238  钳形电流表

    使用钳形电流表时应注意使被测导线处于窗口中央,否则会增加测量误差;不知电流大小时,应将选挡开关置于大量程上,以防损坏表计;如果被测电流过小,可将被测导线在钳口内多绕几圈,然后将读数除以所绕匝数;使用时还要注意安全,保持与带电部分的安全距离,如被测导线的电压较高时,还应戴绝缘手套和使用绝缘垫。

    与变压器一样,式182555-111213131403406仅是一个近似计算公式,即用电流互感器进行电流测量时存在一定的误差,根据误差的大小,电流互感器分下列各级:0.20.51.03.010.0。如0.5级的电流互感器表示在额定电流时,测量误差最大不超过±0.5%。电流互感器精确度等级越高,测量误差越小,但价格越贵。

    2.电压互感器

    在电工测量中用来按比例变换交流电压的仪器称为电压互感器。如图239所示。

    电压互感器的基本结构形式及工作原理与单相变压器很相似。它的一次绕组(一次线圈)匝数为N1,,与待测电路并联;二次绕组(二次线圈)匝数为N2,与电压表并联。一次电压为Ul,二次电压为U2,因此电压互感器实际上是一台降压变压器,其变压比Ku182555-11121313142N59

    239  电压互感器

     

    Ku常标在电压互感器的铭牌上,只要读出二次电压表的读数,一次电路的电压即可由上式得出。一般二次电压表均用量程为100V的仪表。只要改变接入的电压互感器的变压比,就可测量高低不同的电压。在实际应用中,与电压互感器配套使用的电压表已换算成一次电压,其标度尺即按一次电压分度,这样可以直接读数,不必再进行换算。例如按100V制造但与额定电压比10 000100V的电压互感器配套使用的电压表,其标度尺即接10 000V分度。

    使用电压互感器时必须注意以下事项:

    1)电压互感器的二次绕组在使用时绝不允许短路。如二次绕组短路,将产生很大的短路电流,导致电压互感器烧坏。

        2)电压互感器的铁心及二次绕组的一端必须可靠地接地,如图239b)所示,以保证工作人员及设备的安全。

    3)电压互感器有一定的额定容量,使用时二次绕组回路不宜接入过多的仪表,以免影响电压互感器的测量精度。

    26用变压比为10 000100 V的电压互感器,变流比为1005 A的电流互感器扩大量程,其电流表读数为3.5 A,电压表读数为96V,试求被测电路的电流、电压各为多少,

    解: 因为电流互感器负载电流等于电流表读数乘上电流互感器电流比,即

    被测电路的电流为70A,电压为9600V

     
     

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