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備,叫做變流器,把改變線路上電流的大小的電器,根據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?這是因為根據發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。要直接測量這些大大小小的電流,就需要根據線路電流的大小,制作相應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 電氣儀表測量高壓線路上的電流,那是極其危險的,也是絕對不允許的。
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,統一變成大小相近的電流。只要用一種電流規格的電氣儀表,例如通用的電流為 5A 的電氣儀表,就可以通過電流互感器,測量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。同時電流互感器的基本結構和變壓器很相象,它也有兩個繞組,一個叫原邊繞組或一次繞組;一個叫副邊繞組或二次繞組。兩個繞組之間有絕緣,使兩個繞組之間有電的隔離。電流互感器在運行時一次繞組 W1 接在線路上二次繞組 W2 接電氣儀表,因此在測量高壓線路上的電流時,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,需要轉換為比較統一的電流,別的供用電線路上的電壓都比較高,如直接丈量對儀器、外表和人都是十分風險的。為此規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,所以電流互感器的二次電流大多數是安培級的(如***等),而計算機的采樣的信號一般為毫安級(0~5V、4~20mA等)。為此采用微型電流互感器(二次電流為毫安級)作為電流互感器與計算機采樣信號之問的橋梁,進行電流的二次改換。
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,且通過被測電流I1,它在鐵心內產生交變磁通,使二次線圈感應出相應的二次電流I2(其額定電流為***)。如將勵磁損耗忽略不計,則I1n1=I2n2,其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數。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,所以一次線圈對地必須采取與一次線路電壓相適應的絕緣材料,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組成。