通常與霍爾型電流鉗一樣,也有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)霍爾兩種類型,輸出為電流或電壓信號(hào),由于閉口形式,比相同類型的電流鉗精度高。
另外有利用磁通門技術(shù)的電流傳感器,精度優(yōu)于0.05%,甚至達(dá)到12ppm,但是這種類型傳感器非常昂貴并且很脆弱,在使用中一旦未給傳感器供電情況下,通有被測(cè)電流,會(huì)造成傳感器損壞。
PA5000功率分析儀電流測(cè)量有直接輸入和傳感器輸入兩組端口,當(dāng)使用的傳感器/互感器輸出為電流信號(hào)時(shí),接入到PA5000的電流直接輸入端口,根據(jù)所用傳感器/互感器正確設(shè)置PA的"CT"比例系數(shù),如300A/5A,則CT=300A/5A=60.。
當(dāng)使用的電流傳感器/電流互感器輸出為電壓信號(hào)時(shí),接入到PA5000的外部傳感器端口(BNC接口),根據(jù)所用傳感器/互感器正確設(shè)置PA的"傳感器比率",單位為mV/A,如電流鉗參數(shù)為1000A轉(zhuǎn)換為1V,則傳感器比率設(shè)為1mV/A.。
電流互感器類似于一個(gè)初級(jí)匝數(shù)很少,次級(jí)匝數(shù)較多的變壓器,理想情況下初次級(jí)電流之比與匝數(shù)比成反比,電流變換比例以初次級(jí)額定電流標(biāo)注,例如"300A/5A",表示被測(cè)電流為額定值300A時(shí)輸出電流為5A.由于初次級(jí)線圈均存在漏感和電阻,以及勵(lì)磁電流,鐵芯磁化曲線非線性,會(huì)導(dǎo)致互感器產(chǎn)生比值誤差和相位誤差,用于計(jì)量計(jì)費(fèi)的互感器準(zhǔn)確度一般為0.1~1級(jí),由互感器原理可知,它是不能測(cè)量直流電流的,通常設(shè)計(jì)為工頻測(cè)量,準(zhǔn)確度為工頻下的參數(shù),帶寬較窄,不適合用于諧波分析和非正弦測(cè)量,使用電流互感器一定注意不能將次級(jí)開(kāi)電流傳感器路,否則將會(huì)產(chǎn)生高壓危及人身和設(shè)備安全。
電流鉗內(nèi)的鐵芯分成兩部分,避免斷開(kāi)被測(cè)回路,非常便于測(cè)量且使用很廣泛,有基于電磁感應(yīng)原理和霍爾效應(yīng)兩種類型。
基于電磁感應(yīng)原理的電流鉗與互感器一樣,鐵芯被分成兩部分,閉合時(shí)兩部分鐵芯需要緊密結(jié)合,有些電流鉗次級(jí)連接了電阻輸出為電壓信號(hào),沒(méi)有內(nèi)部電阻的輸出為電流信號(hào),受到兩部分鐵芯閉合程度的影響,電流鉗精度通常比互感器差,同樣地基于電磁感應(yīng)的電流鉗也只能測(cè)量交流。
基于霍爾效應(yīng)的電流鉗在鐵芯中加工一個(gè)氣隙放置霍爾元件,利用霍爾元件測(cè)量氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,根據(jù)控制方式不同,有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種類型,開(kāi)環(huán)霍爾型使用線性度較好的霍爾元件,霍爾元件輸出電壓正比于被測(cè)電流,閉環(huán)霍爾型使用零磁通技術(shù),鐵芯上有補(bǔ)償線圈,當(dāng)初級(jí)有被測(cè)電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通時(shí),霍爾元件檢測(cè)鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,通過(guò)負(fù)反饋將此誤差電壓轉(zhuǎn)換為電流驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈,抵消鐵芯中的磁通,*終被測(cè)電流與補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通量大小一致方向相反,通過(guò)測(cè)量補(bǔ)償線圈的電流即可按照匝數(shù)比換算出被測(cè)電流。
開(kāi)環(huán)和閉環(huán)霍爾型電流鉗都可以測(cè)量直流和交流,開(kāi)環(huán)霍爾受鐵芯非線性和霍爾元件溫度特性等影響,精度和線性度都較差,但成本低,閉環(huán)霍爾對(duì)霍爾元件的線性度依賴較小,鐵芯工作在零磁通下,因此精度比開(kāi)環(huán)的高,但是電流鉗存在活動(dòng)鐵芯閉合程度不理想問(wèn)題,幾乎沒(méi)有等于優(yōu)于0.1%的,能夠做到1%已經(jīng)是很高的指標(biāo),霍爾元件需要提供工作電壓,因此這兩種電流鉗都要供電,閉環(huán)霍爾需要驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈耗電更大。
霍爾電流傳感器霍爾電壓,電流傳感器主要用于工業(yè)控制和獨(dú)立的電壓,電流測(cè)量,因此,一般都不標(biāo)稱與功率測(cè)量準(zhǔn)確度密切相關(guān)的角差指標(biāo),因此,不適用于高精度的功率測(cè)量。
隨著變頻技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,有必要對(duì)各類變頻調(diào)速裝置的能效進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)測(cè),而電磁式電壓,電流互感器一般只能準(zhǔn)確測(cè)量工頻正弦電路的功率,新型的變頻功率傳感器,是一種電壓,電流組合式傳感器,該類傳感器直接輸出數(shù)字量,并采用光纖進(jìn)行傳輸,可以有效避免傳輸環(huán)節(jié)的損耗和干擾,并且在較寬的頻率范圍內(nèi)具有較小的比差和角差,可以準(zhǔn)確測(cè)量各類變頻電量(電壓,電流,功率和諧波等),廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,電動(dòng)車,太陽(yáng)能發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電,變頻器,變頻電機(jī)和燃料電池等的產(chǎn)品檢驗(yàn)和能效評(píng)測(cè)。
英國(guó)出現(xiàn)了一種適合于安裝在240伏-600安變電站主線上的電流傳感器,這種傳感器對(duì)變電站的電力輸出進(jìn)行監(jiān)控,可以減少地方電網(wǎng)故障所造成的停電時(shí)間,電流傳感器可以對(duì)供電電纜進(jìn)行電流監(jiān)控,若是電纜出線超負(fù)荷,這些電流傳感器可將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他相中,或者是新鋪設(shè)的電纜中,保護(hù)電纜的安全使用和運(yùn)行。
隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和升級(jí),電流傳感器也在技術(shù),設(shè)計(jì)和效用等方面不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善,對(duì)冶金,化工等行業(yè)的電流測(cè)流具有重大作用。
基于智能電網(wǎng)的光纖電流傳感器。
新型光纖電流傳感器就是智能電網(wǎng)快速發(fā)展的科技產(chǎn)物,我國(guó)推出了XDGDL-1光纖電流傳感系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了管線電流傳感系統(tǒng)的全數(shù)字閉環(huán)控制,具有穩(wěn)定性和線性度好,靈敏度高等特點(diǎn),滿足了大量程范圍的高精度測(cè)量要求。
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