关于电流互感器的问题

只看该作者 · 2010-6-23 17:10

本帖最后由 comor 于 2010-6-23 17:11 编辑

我现在用一个50A/20mA的电流互感器，淄博华科的HKCT22BM，用来测量一次侧电流的大小。采用直接在二次侧并一个电阻的方法。

根据版主maychang大侠的指点，二次侧电阻不能太大。
“该电阻越大，二次绕组两端电压越大，这一点你已经在首帖说过。但绕组匝数不变，要产生更高的电压，铁心中的磁通就必须更大。对某种给定的材料，磁通密度有最大允许值，超过后磁通密度与一次电流不再成正比，而且铁损迅速增加，从而发热也迅速增加。传递功率较大的电流互感器，铁心进入饱和，还会感应出危险的高电压，使绝缘破坏。这和普通电源变压器接到超过额定电压的电源上，例如初级额定电压110V的变压器接到220V上，是一个道理。”

根据厂家的资料，没有找到最大二次电阻的允许值。（资料：http://zbhuake.com/showproduct.asp?product_id=50&cat_id=微型精密电流变换器）
有没有计算这个二次电阻最大允许值的公式？
我现在想串一个5kΩ的电阻，想做一个小量程（0~0.5A）的测量。厂家资料说额定采样电阻要＜200Ω，那5kΩ还可以保证线性吗？会不会烧坏互感器？

只看该作者 · 2010-6-23 17:20

补充一下
厂家资料说额定采样电阻＜200Ω，最大输出电流20mA，是不是说最大允许电压200Ω*20mA=4V。那在0.5A的时候，互感器输出0.2mA，得到该量程最大电压5kΩ*0.2mA=1V＜4V，是不是就可以啊？

3万 · 2010-6-23 17:32

这个互感器二次电阻最大允许值，厂家已经给出了，就是200欧嘛。

2楼：
如果一次电流不会超过0.5A，这样做是可以的。但若一次电流上升超过2A，则会发生问题。
实际上，额定50A的电流互感器，只用到0.5A，这是很不合理的选择，应该更换电流互感器。

只看该作者 · 2010-6-23 17:40

“额定50A的电流互感器，只用到0.5A，这是很不合理的选择，应该更换电流互感器”：

想用同型号的互感器做大小两个量程，小量程串大电阻，大量程串小电阻，电路比较简单，省的放大了，在被测电流小的时候精度也高一些（整流后都进AD芯片）。在被测电流超过小量程范围后，用大量程测，并用一个光耦使小量程的互感器二次侧短路，保护互感器。
您看可行吗？

2万 · 2010-6-23 18:28

唉。
LZ你为什么就非要不按厂家参数来呢？

电流互感器是串在电流回路上的，它二次侧的电阻会经过变比直接折算到一次侧，所以二次侧必须为近似短路的，一次侧才有极低的压降；
而其一次侧的电压也会经过变比折算到二次侧，这是升压的。所以更要要求二次侧的电阻不会太大，更是严禁开路，以免二次侧感应出过高电压而击穿绝缘。

或许你会觉得将二次侧电阻改大没关系，反正初级电流也不大，但你想过异常情况没有？
50A/20mA的电流互感器其升压比为2500倍，如果初级压降为1V，则次级就会感应出2500V的电压。正常时还好，万一有电路故障短路了呢？万一某个设备启动电流、浪涌电流很大呢？那会怎么样？

只看该作者 · 2010-6-23 19:19

恐怖！电流互感器是升压器？

3万 · 2010-6-23 21:26

6楼：
那当然。电流互感器一次只有几匝甚至一匝(穿心式)。

4楼：
绝对不可行。
电力部门对电流互感器二次是不允许用锡焊接的，理由是故障情况二次会过流，锡焊可能会断路，断路就会造成危险。由此规定就可以看出电流互感器二次肯定是绝对不允许你用开关切换的，万一开关接触不好怎么办？
“电路比较简单，省的放大了”，还是老老实实，用放大器吧。
“用一个光耦使小量程的互感器二次侧短路”，更不行了。

只看该作者 · 2010-6-24 17:59

7楼：
但是现在很多的电流互感器都是设计成可以焊在PCB板上……
关于“开关切换”，是因为机械开关切换瞬时切换时有开路的时间，容易产生高压？
用光耦避免了二次侧使用开关的缺点，在大量程后面加上电压比较器，输出接光耦，如果电流超过某个值（接近小量程最大值），可以使光耦导通，使小量程互感器短路电流从光耦流过……
说着说着，信心不足了

3万 · 2010-6-24 18:56

8楼：
先不说电压，50A电流，你要上电路板？

只看该作者 · 2010-6-25 15:52

9楼：
应该不到50A，最大可能20A左右，只是导线穿过穿心式互感器，互感器出来电流很小啊

只看该作者 · 2010-6-25 17:40

5楼：
穿心式的互感器一次侧只有一根导线，电压应该很小很小，决定二次侧的主要是电流吧
另外，二次侧的高压是因为开路吧

我看了下光耦的反应时间，最大18us，正常时5us，……不知道能不能行

刚问了厂家工程师，说如果串大电阻的话，稍大电流的时候会饱和（电压超过额定电流*额定采样电阻），但是二次侧的电压升高会减慢，最终的电压不会很高，不知道这位工程师说的对不

3万 · 2010-6-25 18:05

11楼：
穿心式电流互感器一次确实只是一根导线，但此时不能仅考虑导线的电阻，这根导线现在是个单匝绕组，是有一定感抗的。
二次接正常的电阻，二次绕组中有电流，该电流产生的磁通将抵消一次电流产生的磁通，于是磁芯中磁通密度不超过饱和值。若二次电阻过大，二次电流必小，产生的磁通也小，磁芯中磁通密度必大，磁芯饱和。所以你问的那位工程师这句“稍大电流的时候会饱和”是对的。
但你应该想得出来，磁芯饱和并非交流的整个周期都饱和交流电流过零附近绝不会磁饱和，于是磁通密度随时间变化的曲线应该是正弦削顶(因为饱和)，是接近于矩形的梯形。你还应该知道，二次绕组感生电动势与磁通变化速度成正比(电磁感应定律)。再看看磁通密度曲线，接近于矩形的梯形那两条竖边变化速度比正常情况快得多，而梯形的顶部是平的，感生电动势几乎是零。所以磁芯饱和时二次电压不是正弦，而是很高的尖峰带有平底。其有效值并不很大，但峰值很大。所以你问的那位说“最终的电压不会很高”大成问题。
我和5楼xwj说你说了那么多，你愿意试试就试试。

只看该作者 · 2010-6-27 23:15

maychang大侠说的好透彻，我好汗啊~:L
谢谢版主和xwj！

只看该作者 · 2010-6-27 23:22

很奇怪，穿心式会影响被测电路吗？不是没有串入原来电路吗？他应该根据磁场强度来测电流吗？

4万 · 2010-6-28 00:11

当然会影响被测电路了，磁耦合所致，前面xwj不是已经说过“电流互感器是串在电流回路上的，它二次侧的电阻会经过变比直接折算到一次侧”，而maychang在前面也说过“这根导线现在是个单匝绕组，是有一定感抗的，二次绕组中有电流，该电流产生的磁通将抵消一次电流产生的磁通”。

只看该作者 · 2010-6-28 09:46

讲得很详细，这个一定要学习。

只看该作者 · 2010-6-29 18:21

:D，我又来了。
磁芯饱和是因为二次侧的电流少了，我希望互感器能正常工作，又想串个大电阻便于进行小电流检测。
用下图的二极管限幅电路进行电压限幅，会怎么样？±3V电源从7803引出来
磁芯还会饱和吗？电流会怎样流？流到7803里吗？

3万 · 2010-6-29 21:27

17搂：
“我希望互感器能正常工作，又想串个大电阻便于进行小电流检测”
又要马儿跑，又要马儿不吃草。

加二极管限幅，磁芯不会饱和，但电阻两端电压也不代表电流值，失去测量的意义。
另，二极管接正负电源并不能使电阻两端电压限幅到互感器的安全范围内。

只看该作者 · 2010-6-29 22:12

楼主的这个要求是自找麻烦的。

你要是测量0-0.5A的就找个小变比的CT. 比如5A/10MA的。不就可以了吗？
不合实际的东西就别浪费自己的精力了。

只看该作者 · 2010-6-29 22:40

18楼：
“但电阻两端电压也不代表电流值，失去测量的意义。”
这个……为什么？
这个电路只用来测量小电流的时候，也就是电阻两端电压还没有到达限幅地步的时候，应该可以吧

“二极管接正负电源并不能使电阻两端电压限幅到互感器的安全范围内”
如果使互感器两端电压不超过（额定电流*额定电阻），互感器应该没事吧
还得劳烦您给解释了。:D

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