電流互感器被廣泛用於現代能源中，作為將各種電氣參數更改為相似參數同時保持基本值的設備。設備的操作基於感應定律，這與正弦變化的磁場和電場有關。變壓器按照模塊變換電流的初級值，傳遞與原始數據成比例的角度。需要根據設備的使用範圍和連接的消費者數量來選擇設備。
什麼是電流互感器？
該設備用於工業、城市通信和工程網絡、生產和其他領域，以提供具有某些物理參數的電流。電壓施加到初級繞組的匝數上，由於磁輻射的作用，在那裡形成了交流電。相同的輻射穿過剩餘的匝，因此 EMF 力移動，當次級匝短路或連接到電路時，系統中會出現次級電流。
現代電流互感器允許您使用這樣的參數轉換能量，使其使用不會損害在其上工作的設備。此外，由於主排和副排的匝之間可靠地相互隔離，因此它們可以在最大程度保護設備和人員安全的情況下測量增加的負載。
變壓器的用途
確定需要電流互感器的原因非常簡單：範圍包括所有需要轉換能量的行業。這些設備是在創建交流電路時與測量儀器和繼電器並聯使用的輔助設備之一。在這些情況下，變壓器將能量轉換為更方便的參數解碼或將具有不同特性的設備連接到一個電路中。
它們還區分了變壓器的測量功能：它們用於以增加的電壓啟動電路，需要將測量儀器連接到該電路，但不能直接這樣做。這種變壓器的主要任務是將接收到的有關電流參數的信息傳輸到用於測量操作的儀器，這些儀器連接到次級繞組。該設備還可以控制電路中的電流：當使用繼電器並達到最大電流參數時，會激活保護功能，關閉設備以避免燒毀和對人員造成傷害。
工作原理
這種設備的操作基於感應定律，根據該定律，電壓進入初級繞組，電流克服所產生的繞組電阻，從而形成傳輸到磁路的磁通量。流動相對於電流沿垂直方向流動，從而最大限度地減少損耗，並且當它穿過次級繞組的匝時，EMF 力被激活。由於其影響，系統中出現電流，該電流大於線圈的電阻，而次級匝輸出端的電壓降低。
因此，最簡單的變壓器設計包括一個金屬芯和一對不相互連接的繞組，並製成具有絕緣層的導線。在某些情況下，負載只進入初級，而不是次級匝：這就是所謂的空閒模式。另一方面，如果消耗能量的設備連接到次級繞組，則電流通過匝，從而產生電動勢。 EMF 參數由匝數決定。初級和次級匝數的電動勢之比稱為變比，由它們的數量之比計算得出。您可以通過更改初級或次級繞組的匝數來調節最終能源消耗者的電壓。
電流互感器的分類
此類設備有多種類型，根據用途、安裝方法、轉換階段數和其他因素等多項標准進行劃分。在選擇電流互感器之前，您需要考慮以下參數：
- 預約。根據該標準，區分測量模型、中間模型和保護模型。因此，當連接設備以計算繼電保護系統和其他電路中的動作時，使用中間類型的設備。另外，實驗室變壓器是不同的，它提供了更高的指標精度，具有大量的轉換因子。
- 安裝方法。有用於外部和內部安裝的變壓器：它們不僅外觀不同，而且具有不同的抗外部影響指標（例如，戶外使用的設備受到降水和溫度變化的保護）。架空和便攜式變壓器也有區別；後者俱有相對較小的質量和尺寸。
- 繞線型。變壓器有單匝和多匝、線圈、棒、母線。初級繞組和次級繞組都可以不同，並且差異還與絕緣（乾式、瓷器、電木、油、複合等）有關。
- 轉換步驟的級別。設備可以是一級和二級（級聯），1000 V 的電壓限制可以是最小的，或者相反，最大。
- 設計。根據該標準，可區分兩種類型的電流互感器 - 油式和乾式。在第一種情況下，繞組匝數和磁路位於一個裝有特殊油性液體的容器中：它起到絕緣作用，並允許您控制介質的工作溫度。在第二種情況下，通過空氣進行冷卻，這種系統用於工業和住宅建築，因為由於火災危險增加，不能在內部安裝油變壓器。
- 電壓類型。變壓器可以降壓和升壓：在第一種情況下，初級匝上的電壓降低，在第二種情況下，電壓升高。
- 另一種分類選項是按功率選擇電流互感器。此參數取決於設備的用途、連接的消費者數量及其屬性。
參數及特點
在選擇此類設備時，需要考慮影響應用範圍和成本的主要技術參數。主要品質：
- 額定負載或功率：可以使用變壓器特性比較表來根據此標准進行選擇。參數值決定了其他電流特性，因為它被嚴格歸一化並用於確定設備在所選精度等級內的正常運行。
- 額定電流。該指標確定設備可以在不過熱到臨界溫度的情況下運行的時間段。在變壓器設備中，通常在加熱水平方面有足夠的儲備，過載高達 18-20%，在正常模式下運行。
- 電壓。該指標對繞組絕緣的質量很重要，保證了設備的平穩運行。
- 錯誤。這種現象的發生是由於磁通量的影響，誤差率是初級和次級電流的準確數據之間的差異。變壓器鐵芯中磁通量的增加導致誤差按比例增加。
- 變比，即初級和次級匝中電流的比值。係數的實際值與標稱值的差異等於能量轉換過程中的損失程度。
- 極限多重性，以實際形式的初級電流與標稱值的關係表示。
- 次級繞組匝數中出現的電流的倍數。
電流互感器的關鍵數據由等效電路決定：它可以讓您研究設備在不同模式下的特性，從空閒到滿載。
主要指標以特殊標記的形式顯示在設備主體上。它還可能包含有關提升和安裝設備的方法的數據，有關次級匝電壓升高（超過 350 伏）的警告信息，有關接地墊存在的信息。能量轉換器的標記以貼紙或油漆的形式應用。
可能的故障
與任何其他設備一樣，變壓器有時會發生故障，並且需要具有診斷功能的合格服務。在檢查設備之前，您需要知道故障是什麼，對應的標誌是什麼：
- 箱內噪音不均，劈啪作響。這種現象通常表明接地元件斷裂，繞組匝數重疊在外殼上，或用於磁路的薄板的壓力減弱。
- 外殼發熱過多，消耗側電流強度增加。該問題可能是由於絕緣層磨損或機械損壞引起的繞組短路，短路導致的頻繁過載。
- 絕緣體裂紋，滑動放電。當在操作開始之前未發現製造缺陷、異物鑄件以及不同值的相位輸入之間存在重疊時，它們就會出現。
- 排氣結構的膜被破壞的油排放。該問題的解釋是由於絕緣磨損、油位下降、電壓下降或在貫通型短路條件下出現過電流導致的界面短路。
- 墊圈或變壓器分接頭漏油。主要原因是節點焊接質量差、密封不良、墊圈破壞或閥塞不搭接。
- 開啟氣體保護繼電器。這種現象發生在油分解時，由於繞組短路、開路、開關裝置觸點燒毀或變壓器外殼短路而發生。
- 關閉氣體保護繼電器。該問題是由於界面閉合、內部或外部過電壓或所謂的“鋼火”導致油性液體的主動分解引起的。
- 差動保護跳閘。當入口外殼出現故障、相位之間存在重疊或其他情況時，就會出現此故障。
為了最大限度地提高設備功能的效率，有必要使用熱像儀定期執行驗證：該設備允許診斷接觸質量下降和工作溫度下降。在驗證期間，專家執行以下操作範圍：
- 獲取電壓和電流讀數。
- 使用外部源檢查負載。
- 確定工作方案中的參數。
- 轉化率計算，指標對比分析。
變壓器的計算
該設備的基本工作原理由公式確定 U1/U2=n1/n2，其元素解碼如下：
- U1 和 U2 是初級和次級匝的電壓。
- n1 和 n2 - 它們分別在初級和次級繞組上的編號。
為了確定鐵芯的橫截面積，使用了另一個公式： S=1.15*√P，其中功率以瓦特為單位，面積以平方厘米為單位。如果設備中使用的型芯具有字母 W 的形狀，則計算中間棒的截面指數。在確定初級繞組的匝數時，使用公式 n=50*U1/S， 而組件50不是一成不變的，在計算中為了防止電磁干擾的發生，建議設置為60而不是60。另一個公式是 d=0.8*√I，其中d為導線橫截面，I為電流強度指標；它用於計算電纜直徑。
將計算過程中得到的數字調整為四捨五入值（例如，將 37.5 W 的估計功率四捨五入為 40）。只允許向上舍入。所有這些公式都用於選擇在 220 伏網絡中運行的變壓器；建設高頻線路時，採用其他參數和計算方法。
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