如何選擇合適的電流互感器,用以設計高性能和經(jīng)濟的電功率測量表
好長一段時間內鐵-鎳合金材料都是用于鉗形電流互感器的最佳材料,可以實現(xiàn)良好的性能,但是價格昂貴。當精確度和相移都很重要時,或者當互感器需要測量小電流時,鐵-鎳合金可以成為鐵硅鋼材料不錯的替代。
除了價格之外,鐵-鎳合金電流互感器還具有其他方面的限制。由于硅鋼電流互感器體積龐大,因此在工業(yè)設備和配電板內占用了寶貴的空間。這些互感器還因非常差的線性度和漂移而“受害非淺”,原因主要是因為鉗形結構造成的氣隙。
鐵氧體鉗形電流互感器
盡管鐵氧體多年來一直被人們所熟知,但是其在飽和電平和導磁率方面的拙劣性能使其不能在低至50/60 Hz的頻率下使用。但是,近來的發(fā)展卻徹底改變了鐵氧體在這些頻率下的特性,為各種不同的功率監(jiān)控應用場合提供了許多優(yōu)勢。新型鐵氧體具有顯著改善的導磁率;此外,盡管其磁性飽和電平很低,但是仍然能夠作為硅鋼或鐵-鎳合金芯的替代,用于50/60 Hz的電流互感器。
鉗形電流互感器采用新型鐵氧體能夠實現(xiàn)在一個更寬的頻率范圍內對交流信號進行準確測量,這個頻率范圍包括50/60 Hz應用域。這些互感器利用鐵的固有特性,即使在非常低的電流水平下依然可以提供高精確度和良好的線性度。另外,這些互感器還具有輸入和輸出電流之間的非常低的相移特點,這對于實際有效功率或能量進行準確測量至關重要。堅硬的致密鐵芯將氣隙減至最??;與其他材料(如硅鋼或鐵-鎳合金)相比,鐵芯更不容易受到老化和溫度變化的影響。最后一點但并不是最不重要的一點是,鐵氧體的所有特性都可以低成本獲得,這樣能以非常有吸引力的價格將高性能鉗形電流互感器投放市場。
對于大電流測量,應該采用大得多的鐵氧體磁芯進行測量,但不幸的是,由于制造方面的限制,這種鐵芯還相當稀有。目前來講,下文所述的鐵-鎳合金互感器或羅果夫斯基線圈(Rogowski Coil)技術對于高強度電流來說更合適些。
圖x:800A鐵氧體鉗形電流互感器和100A鐵氧體鉗形電流互感器
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