测量型低压电流互感器设计及应用
测量型低压电流互感器设计及应用
0概述
测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其他类似电器提供电流的电流互感器。测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等，目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用最经济合理的电流互感器，以上海安科瑞的akh-0.66型电流互感器为例来分析测量用电流互感器的运用及特点。
akh-0.66系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，二次导线采用高强度电磁漆包线，产品结构新颖，造型美观，安装方便，体积小，质量轻，准确度高，容量大。产品符合国标gb1208-2006。
1电流互感器工作原理
低压电流互感器的工作原理如图1所示，电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，i1为线路电流即电流互感器的一次电流，n1为电流互感器的一次匝数，i2电流互感器二次电流（通常为5a、1a），n2为电流互感器的二次匝数，z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器p1端流进，p2端出，在二次z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流i2从s1流过，经z2e至s2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下i1×n1=i2×n2，所以有i1/i2=n1/n2=k，k为电流互感器的变比。
图1
2技术指标
测量ct一次电流5-6300a，二次电流5a，1a，0.1a，0.05a；双绕组ct一次电流5-6300a，二次电流5a、20ma，1a、20ma；双绕组传感器一次电流5-6300a，二次电流ac5a、dc4-20ma，ac1a、dc4-20ma；开口式ct一次电流100-6300a，二次电流5a，1a；额定工作电压ac0.66kv（等效ac0.69kv，gb156-2003）；额定频率50-60hz；环境温度-30℃~70℃，最高耐温120℃；海拔高度≤3000m；工频耐压3000v/1min 50hz；用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所。
3产品分类
3.1 akh-0.66/i型电流互感器，主要测量范围5-3000a，二次输出0-5a（0-1a），主要用于多（单）根电缆或单根母排穿越，适用面广，与电流表配合使用。
3.2 akh-0.66/ii型电流互感器，主要测量范围150-6300a，二次输出0-5a（0-1a），主要适用用于多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面平行，与电流表配合使用。
3.3akh-0.66/iii型电流互感器，主要测量范围150-6300a，二次输出0-5a（0-1a），主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面垂直，与电流表配合使用。
3.4 akh-0.66/s型双绕组电流互感器电流互感器，一次测量范围5-6300a，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5a（0-1a），供给电流表测量，另一路ac0-20ma，用于远传，与artu-32遥测装置、或电动机保护单元配合使用。
3.5 akh-0.66/sm型双绕组电流传感器电流互感器，，一次测量范围5-6300a，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5a（0-1a），供给电流表测量，另一路dc4-20ma，用于远传，与自控仪表plc或dc配合使用（辅助电源dc24v由plc或dc提供），无须使用变送器，安装接线方便，为用户节约成本。
3.6 akh-0.66k型开口式电流互感器主要应用于工业中城网、农网改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提高效率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
4应用实例
测量用电流互感器在低压配电系统中二次输出5a和1a的选择，是一些电气工程师经常遇到的问题。
2009年12月山东聊城某化工厂，各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有akh-0.66/30i 200/5a 0.5级 5va 穿心1匝 等许多规格，使用的电流表为cl72-ai，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流完全不准确。
经分析，电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流i2e，通过二次回路额定负载z2e时所消耗的视在功率s2e，即，s2e=i2e²z2e； 因数显表消耗的视在功率只有0.05va，很小，所以我们可以不考虑，z2e=ρ.2l/s=0.0176ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82ω，s2e=i2e²z2e=5a²×2.82ω=70.5va，远远大于电流互感器的额定容量5va，所以此时应该选择200/1a的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比5a电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。
从本实例可以得出电流互感器接数显电流表时，传输距离对比如表（一）
二次导线截面积（mm²）
额定二次电流（a）
互感器容量（va）
单程传输距离（m）
1.5
5
2.5
4.2
1
106
2.5
5
5
14.2
1
355
4
5
10
45
1
1136
0.2
0.02
0.2
2840
表（一）传输距离对比
5注意事项
5.1 电流互感器在接线时，同名端必须要保持一致，即p1、s1；p2、s2。
5.2 电流互感器在正常运行时，二次不得开路，防止二次开路产生高电压，影响人身和设备安全。
6报价方案
6.1 akh-0.66/i型
型号
规格
价格
型号
规格
价格
30i
200/5a以下
40
30i
100/1a以下
70
250/5a
41
150/1a
75
300/5a
42
200/1a
80
400/5a
50
300/1a
89
450/5a
55
400/1a
96
500/5a
60
500/1a
113
40i
200/5a以下
50
40i
100/1a以下
76
250/5a
54
150/1a
92
300/5a
56
200/1a
116
400/5a
57
250/1a
128
450/5a
63
300/1a
139
500/5a
65
400/1a
148
600/5a
66
500/1a
158
750/5a
68
600/1a
167
800/5a
71
800/1a
181
1000/5a
76
1000/1a
205
60i
100/5a以下
82
60i
100/1a以下
91
150-350/5a
63
150/1a
104
400/5a
65
200/1a
128
450/5a
69
250/1a
139
500/5a
71
300/1a
151
600/5a
74
400/1a
174
700/5a
80
500/1a
188
750/5a
82
600/1a
195
800/5a
84
800/1a
208
1000/5a
97
1000/1a
218
1200/5a
110
1200/1a
227
1500/5a
147
1500/1a
239
2000/5a
177
2000/1a
271
2500/5a
195
2500/1a
302
80i
250/5a以下
103
80i
300/1a以下
227
300-500/5a
89
400/1a
198
600/5a
91
500/1a
221
700-750/5a
100
600/1a
233
800/5a
107
800/1a
245
1000/5a
123
1000/1a
255
1200/5a
141
1200/1a
260
1500/5a
158
1500/1a
269
2000/5a
181
2000/1a
282
2500/5a
205
2500/1a
302
3000/5a
229
3000/1a
332
6.2 akh-0.66/s型
型号
规格
价格
型号
规格
价格
s-30i
5/5a/20ma
221
s-30i
5/1a/20ma
268
10/5a/20ma
221
10/1a/20ma
268
15/5a/20ma
221
15/1a/20ma
268
20/5a/20ma
221
20/1a/20ma
268
25/5a/20ma
221
25/1a/20ma
268
30/5a/20ma
221
30/1a/20ma
268
40/5a/20ma
221
40/1a/20ma
268
50/5a/20ma
221
50/1a/20ma
268
60/5a/20ma
221
60/1a/20ma
268
75/5a/20ma
221
75/1a/20ma
268
80/5a/20ma
221
80/1a/20ma
268
100/5a/20ma
221
100/1a/20ma
268
150/5a/20ma
257
150/1a/20ma
315
200/5a/20ma
278
200/1a/20ma
336
s-40i
200/5a/20ma
305
s-40i
200/1a/20ma
368
250/5a/20ma
305
250/1a/20ma
368
300/5a/20ma
326
300/1a/20ma
389
400/5a/20ma
326
400/1a/20ma
389
500/5a/20ma
368
500/1a/20ma
441
600/5a/20ma
368
600/1a/20ma
441
s-50ii
600/5a/20ma
441
s-50ii
600/1a/20ma
525
750/5a/20ma
441
750/1a/20ma
525
800/5a/20ma
441
800/1a/20ma
525
1000/5a/20ma
473
1000/1a/20ma
567
1200/5a/20ma
473
1200/1a/20ma
567
1250/5a/20ma
473
1250/1a/20ma
567
s-60ii
300/5a/20ma
336
s-60ii
300/1a/20ma
399
400/5a/20ma
336
400/1a/20ma
399
500/5a/20ma
378
500/1a/20ma
452
600/5a/20ma
378
600/1a/20ma
452
750/5a/20ma
441
750/1a/20ma
536
800/5a/20ma
441
800/1a/20ma
536
1000/5a/20ma
483
1000/1a/20ma
588
1200/5a/20ma
504
1200/1a/20ma
609
1250/5a/20ma
504
1250/1a/20ma
609
1500/5a/20ma
536
1500/1a/20ma
641
2000/5a/20ma
609
2000/1a/20ma
725
6.3 akh-0.66/k型
型号
规格
价格
型号
规格
价格
k-30×20
100-400
350
k-120×80
500-1500
750
k-80×50
250-1000
450
k-160×80
1000-5000
900
k-80×80
250-1000
600
注：测量型低压电流互感器可按上述报价的70%优惠供应。
7结束语
产品已在上海、深圳、杭州、济南、内蒙古等地工矿企业工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。
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0概述
测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其他类似电器提供电流的电流互感器。测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等，目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用最经济合理的电流互感器，以上海安科瑞的akh-0.66型电流互感器为例来分析测量用电流互感器的运用及特点。
akh-0.66系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，二次导线采用高强度电磁漆包线，产品结构新颖，造型美观，安装方便，体积小，质量轻，准确度高，容量大。产品符合国标gb1208-2006。
1电流互感器工作原理
低压电流互感器的工作原理如图1所示，电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，i1为线路电流即电流互感器的一次电流，n1为电流互感器的一次匝数，i2电流互感器二次电流（通常为5a、1a），n2为电流互感器的二次匝数，z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器p1端流进，p2端出，在二次z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流i2从s1流过，经z2e至s2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下i1×n1=i2×n2，所以有i1/i2=n1/n2=k，k为电流互感器的变比。
图1
2技术指标
测量ct一次电流5-6300a，二次电流5a，1a，0.1a，0.05a；双绕组ct一次电流5-6300a，二次电流5a、20ma，1a、20ma；双绕组传感器一次电流5-6300a，二次电流ac5a、dc4-20ma，ac1a、dc4-20ma；开口式ct一次电流100-6300a，二次电流5a，1a；额定工作电压ac0.66kv（等效ac0.69kv，gb156-2003）；额定频率50-60hz；环境温度-30℃~70℃，最高耐温120℃；海拔高度≤3000m；工频耐压3000v/1min 50hz；用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所。
3产品分类
3.1 akh-0.66/i型电流互感器，主要测量范围5-3000a，二次输出0-5a（0-1a），主要用于多（单）根电缆或单根母排穿越，适用面广，与电流表配合使用。
3.2 akh-0.66/ii型电流互感器，主要测量范围150-6300a，二次输出0-5a（0-1a），主要适用用于多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面平行，与电流表配合使用。
3.3akh-0.66/iii型电流互感器，主要测量范围150-6300a，二次输出0-5a（0-1a），主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面垂直，与电流表配合使用。
3.4 akh-0.66/s型双绕组电流互感器电流互感器，一次测量范围5-6300a，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5a（0-1a），供给电流表测量，另一路ac0-20ma，用于远传，与artu-32遥测装置、或电动机保护单元配合使用。
3.5 akh-0.66/sm型双绕组电流传感器电流互感器，，一次测量范围5-6300a，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5a（0-1a），供给电流表测量，另一路dc4-20ma，用于远传，与自控仪表plc或dc配合使用（辅助电源dc24v由plc或dc提供），无须使用变送器，安装接线方便，为用户节约成本。
3.6 akh-0.66k型开口式电流互感器主要应用于工业中城网、农网改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提高效率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
4应用实例
测量用电流互感器在低压配电系统中二次输出5a和1a的选择，是一些电气工程师经常遇到的问题。
2009年12月山东聊城某化工厂，各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有akh-0.66/30i 200/5a 0.5级 5va 穿心1匝 等许多规格，使用的电流表为cl72-ai，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流完全不准确。
经分析，电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流i2e，通过二次回路额定负载z2e时所消耗的视在功率s2e，即，s2e=i2e²z2e； 因数显表消耗的视在功率只有0.05va，很小，所以我们可以不考虑，z2e=ρ.2l/s=0.0176ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82ω，s2e=i2e²z2e=5a²×2.82ω=70.5va，远远大于电流互感器的额定容量5va，所以此时应该选择200/1a的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比5a电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。
从本实例可以得出电流互感器接数显电流表时，传输距离对比如表（一）
二次导线截面积（mm²）
额定二次电流（a）
互感器容量（va）
单程传输距离（m）
1.5
5
2.5
4.2
1
106
2.5
5
5
14.2
1
355
4
5
10
45
1
1136
0.2
0.02
0.2
2840
表（一）传输距离对比
5注意事项
5.1 电流互感器在接线时，同名端必须要保持一致，即p1、s1；p2、s2。
5.2 电流互感器在正常运行时，二次不得开路，防止二次开路产生高电压，影响人身和设备安全。
6报价方案
6.1 akh-0.66/i型
型号
规格
价格
型号
规格
价格
30i
200/5a以下
40
30i
100/1a以下
70
250/5a
41
150/1a
75
300/5a
42
200/1a
80
400/5a
50
300/1a
89
450/5a
55
400/1a
96
500/5a
60
500/1a
113
40i
200/5a以下
50
40i
100/1a以下
76
250/5a
54
150/1a
92
300/5a
56
200/1a
116
400/5a
57
250/1a
128
450/5a
63
300/1a
139
500/5a
65
400/1a
148
600/5a
66
500/1a
158
750/5a
68
600/1a
167
800/5a
71
800/1a
181
1000/5a
76
1000/1a
205
60i
100/5a以下
82
60i
100/1a以下
91
150-350/5a
63
150/1a
104
400/5a
65
200/1a
128
450/5a
69
250/1a
139
500/5a
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300/1a
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600/5a
74
400/1a
174
700/5a
80
500/1a
188
750/5a
82
600/1a
195
800/5a
84
800/1a
208
1000/5a
97
1000/1a
218
1200/5a
110
1200/1a
227
1500/5a
147
1500/1a
239
2000/5a
177
2000/1a
271
2500/5a
195
2500/1a
302
80i
250/5a以下
103
80i
300/1a以下
227
300-500/5a
89
400/1a
198
600/5a
91
500/1a
221
700-750/5a
100
600/1a
233
800/5a
107
800/1a
245
1000/5a
123
1000/1a
255
1200/5a
141
1200/1a
260
1500/5a
158
1500/1a
269
2000/5a
181
2000/1a
282
2500/5a
205
2500/1a
302
3000/5a
229
3000/1a
332
6.2 akh-0.66/s型
型号
规格
价格
型号
规格
价格
s-30i
5/5a/20ma
221
s-30i
5/1a/20ma
268
10/5a/20ma
221
10/1a/20ma
268
15/5a/20ma
221
15/1a/20ma
268
20/5a/20ma
221
20/1a/20ma
268
25/5a/20ma
221
25/1a/20ma
268
30/5a/20ma
221
30/1a/20ma
268
40/5a/20ma
221
40/1a/20ma
268
50/5a/20ma
221
50/1a/20ma
268
60/5a/20ma
221
60/1a/20ma
268
75/5a/20ma
221
75/1a/20ma
268
80/5a/20ma
221
80/1a/20ma
268
100/5a/20ma
221
100/1a/20ma
268
150/5a/20ma
257
150/1a/20ma
315
200/5a/20ma
278
200/1a/20ma
336
s-40i
200/5a/20ma
305
s-40i
200/1a/20ma
368
250/5a/20ma
305
250/1a/20ma
368
300/5a/20ma
326
300/1a/20ma
389
400/5a/20ma
326
400/1a/20ma
389
500/5a/20ma
368
500/1a/20ma
441
600/5a/20ma
368
600/1a/20ma
441
s-50ii
600/5a/20ma
441
s-50ii
600/1a/20ma
525
750/5a/20ma
441
750/1a/20ma
525
800/5a/20ma
441
800/1a/20ma
525
1000/5a/20ma
473
1000/1a/20ma
567
1200/5a/20ma
473
1200/1a/20ma
567
1250/5a/20ma
473
1250/1a/20ma
567
s-60ii
300/5a/20ma
336
s-60ii
300/1a/20ma
399
400/5a/20ma
336
400/1a/20ma
399
500/5a/20ma
378
500/1a/20ma
452
600/5a/20ma
378
600/1a/20ma
452
750/5a/20ma
441
750/1a/20ma
536
800/5a/20ma
441
800/1a/20ma
536
1000/5a/20ma
483
1000/1a/20ma
588
1200/5a/20ma
504
1200/1a/20ma
609
1250/5a/20ma
504
1250/1a/20ma
609
1500/5a/20ma
536
1500/1a/20ma
641
2000/5a/20ma
609
2000/1a/20ma
725
6.3 akh-0.66/k型
型号
规格
价格
型号
规格
价格
k-30×20
100-400
350
k-120×80
500-1500
750
k-80×50
250-1000
450
k-160×80
1000-5000
900
k-80×80
250-1000
600
注：测量型低压电流互感器可按上述报价的70%优惠供应。
7结束语
产品已在上海、深圳、杭州、济南、内蒙古等地工矿企业工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。
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