電流互感器數比及案例

電流互感器產生的輸出與流過初級繞組的電流成比例，這是由於初級電壓上的恆定電位

電流互感器（CT），是一種「儀表變壓器」，設計用於在其次級繞組中產生交流電流，該交流電流與其初級繞組中測量的電流成比例。 電流互感器將高壓電流降低到更低的值，並提供一種使用標準電流表安全監控AC傳輸線中流動的實際電流的便捷方式。基本電流互感器的工作原理與普通電壓互感器略有不同。

典型電流互感器

與之前看到的電壓或電源變壓器不同，電流互感器僅包含一個或幾個匝數作為其初級繞組。該初級繞組可以是單個扁平繞組，纏繞在磁芯上的重型繞線圈，也可以是通過中心孔放置的導體或匯流條，如圖所示。

由於這種類型的布置，電流互感器通常也被稱為「串聯變壓器」，因為初級繞組從不超過很少的匝數，與供電負載的載流導體串聯。

次級然而，繞組可能有大量的線圈匝纏繞在低損耗磁性材料的疊片鐵芯上。該磁芯具有較大的橫截面積，因此使用小得多的橫截面積導線產生的磁通密度較低，這取決於在試圖輸出恆定電流時必須降低多少電流，而與連接無關。負載。

次級繞組將以電流表的形式向短路或電阻負載提供電流，直到次級繞組中感應的電壓大到足以使磁芯飽和或導致過電壓擊穿失敗。

與電壓互感器不同，電流互感器的初級電流不依賴於次級負載電流，而是由外部負載控制。對於較大的初級電流額定值，次級電流通常額定為標準1安培或5安培。

有三種基本類型的電流互感器：傷口，環形和bar。

繞組電流互感器 - 變壓器初級繞組與導體串聯連接，導體承載在電路中流動的測量電流。次級電流的大小取決於變壓器的匝數比。

環形電流互感器 - 這些不包含初級繞組。相反，承載在網絡中流動的電流的線穿過環形變壓器中的窗口或孔。一些電流互感器有一個「分裂鐵芯」，可以打開，安裝和關閉，而無需斷開它們所連接的電路。

棒式電流互感器 - 這電流互感器的類型使用主電路的實際電纜或母線作為初級繞組，相當於單匝。它們與系統的高工作電壓完全絕緣，通常用螺栓固定在載流裝置上。

電流互感器可降低或「降壓」電流水平從數千安培下降到已知比率的標準輸出，正常運行時為5安培或1安培。因此，小型且精確的儀器和控制設備可以與CT一起使用，因為它們與任何高壓電力線絕緣。電流互感器有各種計量應用和用途，例如瓦特表，功率因數表，電能表，保護繼電器，或磁路斷路器或MCB的跳閘線圈。

電流互感器

通常，電流互感器和電流表一起用作匹配對，其中電流互感器的設計是例如，提供對應於電流表上的滿量程偏轉的最大二次電流。在大多數電流互感器中，初級和次級繞組中的兩個電流之間存在近似的反向匝數比。這就是為什麼CT的校準通常用於特定類型的電流表。

大多數電流互感器的標準二級額定值為5安培，初級和次級電流表示為比例如100 / 5。這意味著初級電流比次級電流大20倍，因此當100安培流入初級導體時，它將導致5安培流入次級繞組。比如500/5的電流互感器，在初級導體中將產生5安培的500安培，大於100倍。

通過增加次級繞組的數量，Ns，二次電流可以是比測量的初級電路中的電流小得多，因為當Ns增加時，Is下降了一定比例的量。換句話說，初級和次級繞組中的匝數和電流以反比例相關。

電流互感器與任何其他變壓器一樣，必須滿足安匝方程式，我們從雙繞組電壓互感器教程中知道這個匝數比等於：

我們得到：

當前比率將設定匝數比和主要通常由一個或兩個匝組成，而次要匝數可以有幾百匝，初級和次級之間的比例可能非常大。例如，假設初級繞組的額定電流為100A。次級繞組的標準額定值為5A。然後，初級和次級電流之間的比率為100A至5A，或20：1。換句話說，初級電流比次級電流大20倍。

但應注意，額定電流為100/5的電流互感器與額定電流為20/1的電流互感器不同。細分為100/5。這是因為100/5的比率表示「輸入/輸出電流額定值」而不表示初級電流與次級電流的實際比率。另請注意，初級繞組和次級繞組中的匝數和電流是相反的比例。

但是，通過修改初級繞組匝數比可以實現電流互感器匝數比的相對較大的變化。 CT的窗口，其中一個主要轉彎等於一次通過並且多次通過窗口導致電氣比率被修改。

因此，例如，具有300 / 5A關係的電流互感器如圖所示，通過使主要主導體穿過其內部窗口兩到三次，可以將其轉換為150 / 5A或甚至100 / 5A中的另一個。這允許更高值的電流互感器在較小的初級電流線上使用時為電流表提供最大輸出電流。

電流互感器初級匝數比

電流互感器示例No1

條形電流互感器，其初級繞組為1匝，次級繞組為160匝，用於標準範圍的電流表，內阻為0.2Ω。當初級電流為800安培時，電流表需要提供滿量程偏轉。計算電流表上的最大次級電流和次級電壓。

次級電流：

電流表電壓：

我們可以看到，由於電流互感器的次級連接電流表，它有一個非常小的在整個初級電流下，次級繞組兩端的電壓降僅為1.0伏。

然而，如果電流表被移除，則次級繞組有效地變為開路，因此變壓器用作升壓變壓器。這部分是由於二次磁芯中磁化磁通量的非常大的增加，因為次級漏電抗會影響次級感應電壓，因為次級繞組中沒有相反的電流來防止這種情況。

結果在次級繞組中感應的非常高的電壓等於：在次級繞組上產生的Vp（Ns / Np）。因此，例如，假設我們上面的電流互感器用於480伏地對三相電力線。因此：

這種高電壓是因為初級和次級繞組的每匝電壓比幾乎是恆定的並且當Vs = Ns * Vp時，Ns和Vp的值是高值，因此Vs非常高。

因此，電流互感器不應保持開路或在無負載情況下運行當主要初級電流流過它時，就像變壓器不應該短路一樣。如果要拆除電流表（或負載），應首先在次級端子之間進行短路，以消除電擊風險。

這種高電壓是因為次級開路時變壓器的鐵芯工作在高飽和度，沒有任何阻止它，它產生一個異常大的二次電壓，在我們上面的簡單例子中，這是在76.8kV !.如果意外觸碰CT的端子，這種高次級電壓可能會損壞絕緣層或導致觸電。

手持式電流互感器

現在有許多特殊類型的電流互感器可供選擇。可用於測量電路負載的流行和可攜式稱為「鉗形表」，如圖所示。

鉗形儀表在載流導體周圍打開和關閉，並通過確定其周圍的磁場來測量其電流通常在數字顯示器上提供快速測量讀數而無需斷開或打開電路。

除了手持式鉗式CT，還提供分體式電流互感器，其一端可拆卸，以便負載導體或匯流條不必斷開連接即可安裝。這些可用於測量100至5000安培的電流，方形窗口尺寸從1「到超過12」（25到300mm）。

然後總結一下，電流互感器， （CT）是一種儀器變壓器，用於通過磁介質將初級電流轉換為次級電流。其次級繞組提供大大降低的電流，可用於檢測過流，欠流，峰值電流或平均電流條件。

電流互感器初級線圈始終與主導線串聯連接它也被稱為串聯變壓器。額定二次電流額定值為1A或5A，便於測量。結構可以是一個單一的初級轉彎，如環形，圓環式或棒型，或少數繞組初級繞組，通常用於低電流比。

電流互感器旨在用作比例電流裝置。因此，電流互感器的次級繞組不應該在開路中工作，就像電壓互感器不應該短路一樣。

通電的二次迴路開路會產生很高的電壓電流互感器，如果要在移除系統之前移除電流表或不使用CT時，必須將其端子短路。

在下一個關於變形金剛的教程中，我們將看看會發生什麼當我們將星形或三角形配置的三個變壓器連接在一起時，產生一個更大的電力變壓器，稱為三相變壓器，用於提供三相電源。

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