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上海鄂互電氣科技有限公司新聞資訊
電流互感器二次開路導(dǎo)致的高壓
時(shí)間:2022-05-12 14:13:39 點(diǎn)擊次數(shù):998

只需是一名電力行業(yè)從業(yè)者,必定聽過(guò)下面這句話:電壓互感器二次側(cè)不允許短路,電流互感器二次側(cè)不允許開路。不允許短路,因?yàn)殡妷夯ジ衅鞫蝹?cè)就相當(dāng)于一個(gè)電壓源,負(fù)載側(cè)短路的話會(huì)產(chǎn)生過(guò)流,然后引起發(fā)熱焚毀互感器。這個(gè)很簡(jiǎn)單了解。

不允許開路,它的原理是這樣的:

 

電流互感器在正常作業(yè)時(shí),它的一次磁勢(shì)與二次磁勢(shì)是彼此均衡的。一旦二次側(cè)開路,二次電流等于零,一次線圈的電動(dòng)勢(shì)堅(jiān)持不變,一次電流悉數(shù)成為勵(lì)磁電流,這將引起鐵芯中磁通量Φ急劇上升,這個(gè)急劇上升磁通量或許引起鐵芯磁飽或許或許在二次側(cè)感應(yīng)出較高的電壓。

 

電流互感器二次側(cè)開路,終究電壓會(huì)有多高呢?

首要我們來(lái)看電流互感器的原理。電流互感器相當(dāng)于一臺(tái)升壓變壓器,它的一次繞組很少,一般只需一匝或兩匝,而二次繞組許多。我們曉得,電流和匝數(shù)之比是一個(gè)反比的聯(lián)絡(luò),即:I1/I2=N2/N1。舉例來(lái)說(shuō),一臺(tái)額定變比為1200/5的電流互感器,一側(cè)繞組為1匝,那么二次繞組則有240匝。

一起,我們曉得,一臺(tái)一般的變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的電壓比也與匝數(shù)比有關(guān),正好是正比聯(lián)絡(luò),也就是U1/U2=N1/N2。那么關(guān)于一臺(tái)1200/5的電流互感器來(lái)說(shuō),它的匝數(shù)比N1/N2=1/240。假定我們這臺(tái)電流互感器接在110kV電力系統(tǒng)中,是不是二次側(cè)的電壓會(huì)有110kV*240這么高呢?

理論并非如此,這也是電流互感器與一般的變壓器不同的當(dāng)?shù)亍R驗(yàn)殡娏ο到y(tǒng)的電壓并非電流互感器一次側(cè)的電壓U1。假定電流互感器一次側(cè)的電壓為110kV的話,那么電流互感器的一次側(cè)容量將抵達(dá)110kV*240A這么大,這么大的容量放在變壓器來(lái)看都是一個(gè)龐然大物了。所以,理論上電流互感器的一次側(cè)電壓U1是很小的。

電流互感器二次側(cè)開路電壓的正確翻開姿態(tài)

電流互感器二次側(cè)開路時(shí)的電壓核算公式如下:

我們?nèi)∫淮晤~定安匝I1nN1n=1200AN2n=240Ac=25.5cm2Lc=75.4cmf=50Hz,鐵芯是冷軋硅鋼片,卷鐵芯,K=4.13×10-2,所以二次開路峰值電壓等于

 

注:公式來(lái)自《互感器規(guī)劃原理》

EKL—二次開路電壓(峰值),V

N2n—額定二次匝數(shù);

Ac—鐵芯有用截面積,cm2

f—電源頻率,Hz

Lc—鐵芯的均勻磁路長(zhǎng),cm

I1n—額定一次電流,A

N1n—額定一次匝數(shù);

K—系數(shù),與鐵芯資料和鐵芯型式有關(guān),關(guān)于冷軋硅鋼板卷鐵芯取4.13×10-2;疊片鐵芯取2.59×10-2

從這個(gè)式子能夠看出,當(dāng)電流互感器二次側(cè)電流為5A,二次開路時(shí)峰值的電壓能夠抵達(dá)7130V。電壓現(xiàn)已十分高了,足以對(duì)人體構(gòu)成損害。

不過(guò)這個(gè)是理論值,理論依據(jù)網(wǎng)友的總結(jié),比這個(gè)峰值要小些,但開路電壓也很高了。大約是這樣一個(gè)情況:

二次側(cè)5A的電流互感器,變比2000A以內(nèi),開路電壓不跨越500V;變比4000A以內(nèi),開路電壓不跨越1000V

二次側(cè)1A的電流互感器,變比500以內(nèi),開路電壓不跨越2000V;變比500以上,幾千至上萬(wàn)伏。

可參考的另一種開路電壓核算辦法

舉例:500/5的電流互感器,N1/N2=I2/I1=1/100,副邊電流是原邊的百分之一。假定互感器是原邊直接穿母線或許電纜的話,原邊相當(dāng)于1匝,副邊有100匝。

當(dāng)電流互感器的二次負(fù)載是10VA的檢測(cè)外表時(shí),副邊負(fù)載阻抗約10/5*5=0.4歐姆。依據(jù)電流源的界說(shuō),能夠認(rèn)為互感器自身是一個(gè)5A的志趣電流源和一個(gè)阻值較大的內(nèi)阻的并聯(lián),內(nèi)阻起到了分流的效果。

 

(電流互感器等效的電流源)

我們檢測(cè)時(shí),希冀的是不論檢測(cè)外表的阻抗怎樣變,只需在互感器負(fù)載范圍內(nèi),電流大小都是安穩(wěn)的,就是說(shuō)改動(dòng)量在精度范圍內(nèi)。這就央求并聯(lián)內(nèi)阻的阻值要遠(yuǎn)大于負(fù)載阻抗。相同假定精度0.5%,則副邊內(nèi)阻需在0.4/0.5%=80歐姆以上。此刻負(fù)載阻抗只需在0.4歐姆之內(nèi)改動(dòng)(二次輸出小于10VA),電流能夠?yàn)楦景卜€(wěn)不變(等于原邊被檢測(cè)電流的百分之一)。

為便當(dāng)核算,我們假定理論產(chǎn)品精度更好,內(nèi)阻是100歐姆。 此刻,反映在副邊上的電壓U2等于檢測(cè)外表兩端電壓,即U2=5*0.4=2V。電流源的并聯(lián)內(nèi)阻上也是2V。損耗=2*2/100=0.04瓦。以上為正常作業(yè)情況。

假定二次側(cè)開路,即外表阻抗為無(wú)量大,則內(nèi)阻R0上電流為5A,其兩端電壓U2=5*100=500V,損耗=5*5*100=2500W

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