CN1397963A - 采用大变比电流互感器的电流测量装置及测量方法 - Google Patents

采用大变比电流互感器的电流测量装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

采用大变比电流互感器的电流测量装置及测量方法是一种应用于电气工程测量的装置和方法，该装置由测量表计部分和互感器部分所组成，互感器的一次线圈与二次线圈匝比大于1∶1500，小于1∶100000；在20A～100A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶1500～1∶2500；在125A～630A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶9375～1∶15627；在800A～6300A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶60000～1∶100000，其测量的方法为：将该电流互感器的二次侧直接与测量表计的两输入端相接，而不需要中间再次变流。

Description

采用大变比电流互感器的电流测量装置及测量方法
一、技术领域
本发明是一种应用于电气工程检测的方法和装置，属于电气工程测量和保护的技术领域。
二、背景技术
现行电流互感器是定输出制，即不管其一次侧的电流是多大，二次侧输出电流的额定值均相同。为此，每一个电流等级，就需要一种同电流等级的电流互感器规格。故现行电流互感器的规格很多。如：100A以下的电流互感器就有75/5；60/5；50/5；40/5；30/5；25/5；20/5；15/5；10/5九种规格，100A及以上是上述电流规格十的进位倍数。(见GB/T1208-1997第42.1款)。电流互感器规格多，则电流互感器的制造部门就要生产这么多规格，而使用部门对每一个规格均需要选购备用。总之，现行电流互感器有一确定的电流使用值，所以需要有各种不同的电流规格，这给生产和使用都带来极大的不方便。
现行电流互感器二次侧输出电流的额定值大，一般为5A。二次侧输出电流大，则电流互感器的负载阻抗能力要降低。为了提高负载阻抗的能力，就要提高电流互感器的二次输出容量，现行电流互感器的容量最小为2.5VA，最大为100VA(见GB/T1208-1997第4.2.4款)。其实电流互感器仅仅是一个电流信号的采样器。现代的电流表计和保护继电器，对输入信号电流的容量要求均很低，一般是毫瓦级，而现行电流互感器的容量高达十瓦级，比实际需求要大3-4个数量级。电流互感器二次侧的输出电流大，带来另外的问题是连接二次侧的导线的截面要大，电流互感器体积就大，造价就大。
近年来开关电器的体积已大大缩小，但电流互感器的体积确不怎么变小。在许多终端电气配电箱内，大量采用的微型断路器，使每一回路所占面宽不足20毫米，大大小于现行最小型电流互感器的面宽。在这种终端配电箱内，已无法装电流互感器，所以电流不能测量！如一定要测量电流，就需增大配电箱的体积。电流互感器体积大的问题，已严重制约配电箱体积进一步缩小。
怎样能生产出一种体积小，负载阻抗能力强，在一定电流范围内能通用，而不需要有很多规格的电流互感器，这已是当前电气工程测量和保护技术领域需要解决的重要问题。
三、技术内容
1、发明目的：
本发明的目的提出了一种在一定的电流范围内能通用、自身容量小、负载能力大、体积小、造价低、制造方便，且取样精度高的采用大变比电流互感器的电流测量装置及测量方法。
2、技术方案：
本发明的采用大变比电流互感器的电流测量装置，由测量表计部分和互感器部分组成，互感器的一次线圈与二次线圈匝比大于1∶1500，小于1∶100000；在20A～100A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶1500～1∶2500；在125A～630A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶9375～1∶15627；在800A～6300A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶60000～1∶100000，其测量的方法为：将该电流互感器的二次侧直接与测量表计的两输入端相接。
①采用大匝数比的二次线圈，使其二次输出的电流只有十毫安数量级，测量表计对这种输入信号电流可不经二次变流就能直接整流、分流供测量；②不采用电流互感器一次电流额定值、二次电流的额定值制，而采用一次线圈和二次线圈匝数比的额定值制。即：电流互感器的一次电流没有额定值，而二次电流是以额定匝比取样的一次电流值。这使得本发明的电流互感器有一定的电流适用范围。例如：20A-100A电流回路采用相同规格的电流互感器，不同规格的电流表具有不同的输入电流量程，面板所标注的电流值是该电流表实际的输入电流值乘以所配用互感器额定匝比的倍数。
3、技术效果：
a、采用大匝比的电流互感器制造技术，大幅度改变了几十年来的传统使用和设计方法，不需要分匝数补偿，二次侧线圈匝数的绕制精度高，方便制造；
b、小电流二次输出可提高电流互感器的负载能力；
c、每种电流互感器均能适用6-10个电流等级回路，可大大减少同系列电流互感器的电流规格数；
d、可大大降低电流互感器的体积和造价；
e、电流互感器二次输出电流是十毫安数量级时，电流测量装置不需二次变流就能直接对信号电流进行整流、分流而检测，故可提高电流的测量精度，同时也简化了电流表计的构造、减少了体积、降低了造价。
四、附图说明
图1是现有电流互感器测量电流的电路图，其中有电流互感器1、表内变流器2、表内整流分流电路3、表头4。
图2是本发明电流互感器测量电流的电路图，其中有大变比电流互感器A、电流表B、二极管D、分流电阻R、表头G、一次电流I、二次电流i。
五、具体实施方式
本发明电流互感器，无单一的、确定的一次电流值和额定的二次输出电流值，而只有一次线圈和二次线圈匝比的额定值；在20A-6300A电流范围内，同系列各种不同电流规格的电流互感器，其一次线圈和二次线圈不同的额定匝比有2-4种；在20A-100A电流范围内，电流互感器一次线圈和二次线圈匝比的额定值为1∶1500-2500；在125A-630A电流范围内，电流互感器一次线圈和二次线圈匝比的额定值为1∶9375-15627；在800A-6300A电流范围内，电流互感器一次线圈和二次线圈匝比的额定值为1∶60000-100000。
以20A-100A规格的为例，互感器的参数为：
铁心截面10mm×4mm＝40mm2，铁心周长120mm
一次线圈匝数N1＝1匝(串心式)
二次线圈匝数N2＝2000匝
线径Φ0.12mm
一次适用电流20A-100A
二次输出电流10mA-50mA

Claims (5)

1、一种采用大变比电流互感器的电流测量装置，由测量表计部分和互感器部分所组成，其特征在于互感器的一次线圈与二次线圈匝比大于1∶1500，小于1∶100000。
2、根据权利要求1所述的采用大变比电流互感器的电流测量装置，其特征在于在20A～100A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶1500～1∶2500。
3、根据权利要求1所述的采用大变比电流互感器的电流测量装置，其特征在于在125A～630A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶9375～1∶15627。
4、根据权利要求1所述的采用大变比电流互感器的电流测量装置，其特征在于在800A～6300A电流范围内一次线圈与二次线圈匝比为：1∶60000～1∶100000。
5、一种采用权利要求1所述的采用大变比电流互感器的电流测量装置的测量方法，其特征在于该电流互感器的二次侧直接与测量表计的两输入端相接。
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