电流互感器就是利用变压器一、二次侧绕组的电流大小与其匝数成反比的原理制作而成,如图5.3所示。
电流互感器一次侧额定电流I1N与二次侧额定电流I2N之比,称为变流比,用ki表示,则
根据磁势平衡原理,忽略励磁电流时,则
式中 N1——一次侧绕组匝数;
N2——二次侧绕组匝数,N2远大于N1;
ki——匝数比。
电流互感器与变压器比较,其工作状态有以下特点:(www.daowen.com)
①电流互感器一次侧绕组串接在一次侧电路内,其电流由一次侧的负荷电流决定,不是由二次侧电流决定。由于电流互感器一次侧绕组匝数少,阻抗小,因此,串接在一次侧电路中对一次侧电路的电流没有影响。而变压器的一次侧电流是随二次侧电流变化的。
②电流互感器二次侧绕组串接的仪表和继电器电流线圈的阻抗很小,因此在正常运行时,相当于二次侧短路的变压器。
③由于二次侧负荷阻抗很小,因此,在一定范围内二次侧负荷的变化,对一次侧电流影响很小,可认为一次侧电流与二次侧负荷的变化无关。
④电流互感器运行时不允许二次侧绕组开路。这是因为在正常运行时,二次侧负荷产生的二次侧磁势N2,对一次侧磁势N1有去磁作用,因此励磁磁势N1及铁芯中的合成磁通和Φ0很小,在二次侧绕组中感应的电势不超过几十伏。当二次侧开路时,二次侧电流=0,二次侧的去磁磁势也为零,而一次侧磁势不变,全部用于激磁,励磁磁势N1=N1,合成磁通很大,使铁芯出现高度饱和,此时磁通Φ的波形接通平顶波,磁通曲线过零时的很大,因此二次侧绕组将感应几千伏的电势e2,危及工作人员的安全,威胁仪表和继电器以及连接电缆的绝缘,如图5.4所示。磁路的严重饱和还会使铁芯严重发热,若不能及时发现和处理,会使电磁式电流互感器烧毁和电缆着火;铁芯磁饱和还将在铁芯中产生剩磁,影响互感器的特性。
图5.3 电流互感器原理接线图
图5.4 电流互感器二次开路时i1;Φ;e2的变化曲线
为了防止二次侧绕组开路,规定在二次侧回路中不准装熔断器,二次绕组必须接地。
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