电流互感器的类型区分,分为哪些种类?
电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。
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电流互感器(CT)的区分类型主要有以下几种,基于不同的分类标准:
一、 按结构和工作原理区分 (主流分类)
-
电磁式电流互感器:
- 原理: 基于电磁感应原理(类似变压器)。一次电流在铁芯中产生磁通,在二次绕组中感应出比例缩小的电流。
- 构成: 通常包含一次绕组(或导体穿过铁芯窗口)、铁芯、二次绕组。
- 特点: 技术成熟,应用最广泛,精度高(尤其是测量用),结构相对简单。二次侧不能开路运行。
- 细分:
- 贯穿式/母线式/条形电流互感器: 铁芯为矩形,一次绕组就是被测量的单根导体(母线或电缆),贯穿铁芯窗口。
- 绕线式电流互感器: 一次绕组由多匝导线绕制在铁芯上。
- 套管式电流互感器: 通常围绕在高压设备(如变压器、断路器)的绝缘套管末屏上安装。
- 分裂式电流互感器: 铁芯可开合,方便在不拆线的情况下安装在现有线路上。
-
电子式电流互感器:
- 原理: 利用非传统电磁感应原理(如光学、空芯线圈)将一次电流信号转换为小电压信号或光信号,经电子电路处理/转换后输出。
- 主要类型:
- 罗氏线圈:
- 原理: 空芯线圈(无铁磁材料),二次输出信号是线圈两端的感应电压(与被测电流的导数成正比)。
- 特点: 无磁饱和、线性度好、暂态响应快、测量范围宽。输出通常需要积分电路或数字处理才能还原为电流波形。适合保护和高频暂态测量。
- 光学电流互感器:
- 原理: 基于法拉第磁光效应或磁致伸缩效应。偏振光通过磁光材料(如光纤)时,其偏振面旋转角度与电流产生的磁场成正比。
- 特点: 完全绝缘(高电压端无需供电)、无磁饱和、频带宽、暂态特性好、抗电磁干扰能力强、体积小重量轻。 是智能电网、特高压等前沿应用的热点。
- 低功率电流互感器:
- 原理: 基本原理同电磁式CT,但设计成让铁芯在正常工作时接近饱和,使铁芯的励磁阻抗显著降低,二次输出为小电压信号(通常是几十到几百毫伏),需要高输入阻抗的电子设备接收。
- 特点: 二次近似为电压源,接近开路危险小。输出功率低,需与合并单元等设备配合使用。
- 罗氏线圈:
二、 按绝缘方式区分
- 干式电流互感器:
- 绝缘材料: 主要采用环氧树脂浇注、塑料外壳加空气间隙或SMC/DMC模塑料等。
- 应用: 户内中低压系统(如开关柜、配电盘)。结构简单、免维护、无火灾风险。
- 浇注式电流互感器:
- 绝缘材料: 采用优质环氧树脂或其他特种树脂将铁芯、绕组等封装在绝缘外壳内。
- 应用: 户内中低压系统,比干式防护等级更高。
- 油浸式电流互感器:
- 绝缘材料: 绝缘油(通常为矿物油或合成酯)。
- 应用: 主要用于户外中高压系统。绝缘和散热性能好,但体积重量大,有漏油、着火风险。
- 气体绝缘电流互感器:
- 绝缘材料: SF6(六氟化硫)气体。
- 应用: 常用于GIS(气体绝缘开关设备)内部或特高压系统中。绝缘强度高、体积紧凑、防火防爆。
三、 按用途或功能区分
- 测量用电流互感器:
- 核心要求: 高精度(尤其在正常负荷范围内,要求较小的比差和角差)。
- 目的: 连接电能表、功率表等,用于电能计量、负荷监测。通常带有较高的过载能力保护(如5P, 10P后的数值表示允许的复合误差限值倍数,如5P20中的20),但饱和点较低(通常在额定电流的120%-200%),以在短路故障时保护二次仪表。
- 保护用电流互感器:
- 核心要求: 良好的暂态特性、抗饱和能力、较大的准确限值系数。
- 目的: 连接继电保护装置,用于检测和切除系统故障(如短路)。要求在一次短路电流倍数很大时(如几十倍额定电流),其误差仍在允许范围内(保证精度),确保保护装置可靠动作(准确限值系数如5P, 10P, TP类)。铁芯设计饱和点较高(TP类有特殊要求)。
四、 按安装方式区分
- 支柱式电流互感器:
- 固定安装在支架或设备基础上,常用于户外。
- 穿墙式电流互感器:
- 直接安装在建筑物墙壁或电气设备的隔板上,一次导体穿过互感器中心和墙壁。
- 套管式电流互感器:
- 套在变压器、断路器等设备的绝缘套管(末屏)上,主要用于变压器保护和测量。
- GIS内置式电流互感器:
- 安装在GIS设备气室内部,环绕在高压导杆周围。
- 可开合式(钳形)电流互感器:
- 铁芯可打开以套在导线(或电缆)上测量电流,常用于便携式测量仪器。
五、 按测量范围或精度等级区分
- 测量用精度等级: 通常为0.1, 0.2S, 0.2, 0.5, 1.0, 3.0(数字越小精度越高)。
- 保护用精度等级及类型:
- P类(稳态保护): 如5P, 10P(数字表示复合误差限值%)。最常见的是5P和10P。
- TP类(暂态保护): 如TPX, TPY, TPZ(对暂态过程中的直流分量衰减特性有不同要求)。精度要求主要在暂态过程中。
重要提示
- 二次绝不可开路运行: 这是所有电磁式CT的核心安全准则,否则会产生危险的高电压!
- 准确度等级和类型是选择CT时最关键的参数之一,必须与应用(计量还是保护)匹配。
选择电流互感器时,需综合考虑额定电压、额定一次电流、额定二次电流(通常5A或1A)、准确度等级、容量(负荷)、准确限值系数(保护用)、绝缘水平、安装方式、环境条件等多种因素。
互感式传感器分为哪几种类型?应用最多的是哪种类型?
互感式传感器是一种利用电磁感应原理将被测量转换成电信号的传感器。它们广泛应用于工业自动化、电力系统、汽车电子等领域。
2024-08-19 09:49:02
DL/T866-2015电流互感器和电压互感器选择及计算规程
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2024-11-06 17:21:37
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