CT选择指南

电流互感器(CT)

电流互感器是一种在二级电路中生成与一次电流成一定比例的(二次)电流的变压器互感器。

尽管还有其他很多类型的电流互感器(CT),但在此,我们将只讨论窗式(环式)CT。 窗式CT由一个环状磁芯组成,故而得名。 该磁芯由单根条状磁性材料紧绕形成环形磁芯。

如图13所示,CT以通量平衡方式运行。 如果一次绕组在二级电路开路情况下通电,互感器就会变成一个铁芯电感器。 如图所示,一次电流产生磁通量(磁通量方向由右手定则确定)。 二级绕组与一个负载接通或出现短路时,电流就会流经二级绕组,在磁芯内产生与一次电流产生的磁化通量相反的磁通量。 如不计损耗,则二次通量刚好与一次通量平衡。 这种现象就是楞次定律。

 

 

引线长度

CT二级引线电阻不可忽视,特别是在低电压-安培(VA) CT中的时候。 例如,在电子过载继电器中的情况:

继电器的CT输入阻抗或负载(Z­B)= 0.01Ω
最大电流 (I) = 10 A
CT额定值(P) = 5VA

让我们求解#14 AWG引线最大长度,该长度下在10A二次电流中可产生额定精度。 求解最大总阻抗 (ZT):

P = I²ZT ZT = P / I² = 5 / 10² = 0.05Ω

求解最大引线电阻(ZW):

ZT= ZW + ZB ZW= 0.05 – 0.01 = 0.04Ω

经查阅,#14 AWG的电阻为2.6欧姆/1000英尺。因此,引线长度= ZW / #14 AWG电阻引线长度 = (0.04 x 1000) / 2.6 = 15.4英尺。

CT安装

CT运行时,其二级电路不能断开。 一级电流存在时,如果二级电路断开,则二级电流将继续保持,以保持通量平衡。 随着二级电路阻抗从低值增加到高值,整个二级绕组中的电压将会升高到需要维持电流的电压水平。 如果二级电压达到二级绕组击穿电压,绝缘将失效,CT就会受损。 此外,这种情况还会造成人员触电危险。

当使用环形CT监控单条或多条导线时,导线应如下图所示置于CT窗口中央,并与CT口垂直。

有些情况下,穿过CT窗口安装一次导线很困难或根本不可能(例如: 现有的母线结构)。 在这些应用中,有时候使用分裂铁芯式电流互感器。 分裂铁芯式电流互感器性能可能不如实芯电流互感器。 左图为错误安装方式,右图为正确安装方式。

图14

CT特征参数通常以单频率规定,如50或60 Hz等。因此就产生了如下问题:: CT与变频驱动器(VFD)共同使用时会出现什么情况? 在60 Hz时,对于与10倍的额定一次电流基本成线性关系的CT来说,电压/频率比基本为恒定值。 即:在6 Hz时,其他条件保持不变,CT中电流强度仅为额定值的1倍;在30 Hz时,CT中电流强度为额定值5倍。 对标准硅钢铁芯CT,上位带宽频率约为5kHz。