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电流互感器同名端判断

时间:2016-11-18 16:19 来源:电工之家 手机版

图l中的Ll与L2是两个电感线圈,它们之间没有电的直接联系,但当一个线圈(L1或L2)接上交流电源后,则另一个线圈(L2或L1)两端所接的指示灯就会发亮,这是因为两个线圈之间具有一定的互感M,同时线圈之间存在有磁的耦合。若改变两个线圈的相对位置,则指示灯的亮度也会随之改变,这是因为耦合松紧不同的结果。当指示灯最亮时,即是耦合最紧的位置,也是互感M最大的位置。
  1.互感
  通过电磁感应现象可知:当穿过线圈的磁通φ发生变动时,线圈中就会感应出电动势。当一个线圈由于其中的电流变动而引起磁通变动时,不仅在本线圈中产生感应电动势,同时在邻近的其他线圈中也可能产生感应电动势。在附图2中两个位置较近的线圈L1和L2,当线圈L1中电流i1变动时,它所产生的磁通φ11也随之而变动,由此在线圈Ll中会有感应电动势或感应电压产生。从图中可以看出,磁通φll的一部分还穿过线圈L2。设这部分磁通为φ21,则当i1变动时,φ2l将随之而变动,这样在线圈2中同样会产生感应电动势或感应电压,说明这两个线圈之间有磁的耦合存在。这种由于邻近线圈中的电流变动而在线圈中产生的感应电动势,就称为互感现象。

  同样,如有电流i2通过线圈L2,则电流i2变动时同样会在线圈Ll中产生互感电动势或互感电压。如果有一个线圈中流的是直流,则在另一个线圈中不能感应出互感电压来,也就是说互感对直流不起作用。

  实验和推理都证明,线圈Ll对线圈L2的互感和线圈L2对线圈L1的互感是等效的。两线圈之间的互感大小,取决于两个线圈的结构、尺寸、相对位置及介质材料。

  线圈中没有铁磁性材料时,互感是线性的,但其值远小于用磁性材料做铁芯的互感量。

  2.同名端
  仍以图1的互感线圈为例进行分析,图中两个线圈Ll和L2绕在同一圆柱形磁棒上,Ll通入电流il,并假定i是随时间增大的。则i所产生的磁通φl也随时间增大,这时,Ll要产生自感电动势,L2要产生互感电动势(这两个电动势都是由φl变化引起的),它们所推动的感应电流都将产生与φl方向相反的磁通,反对φ1的增加(若i随时间减小,则感应电流产生的磁通与φl方向相同,反对φl的减少)。运用右手螺旋定则,可以确定L1、L2的感应电动势的方向,分别标在图上,见附图3。两线圈的端点l与3、2与4的极性相同。若i是减小的,则Ll、L2中感应电动势的方向都反了过来,但端点1与3、2与4的极性仍然相同,我们把在同一变化磁通作用下,感应电动势极性相同的端子称为“同名端”,感应电动势极性相反的端子称为“异名端”。工程图上常把一组同名端用符号“·”作为标志。互感线圈标上了同名端后,线圈的具体绕法和它们的相对位置就不需要在图上表示出来。

  显然,不论i如何变化(增加还是减少),各线圈的同名端始终保持同一极性。这就意味着当电流i从两线圈的同名端同时流入或流出时,两线圈的磁通方向必定一致,这个特点是定义同名端的一个主要方法。

电流互感器同名端判断
  在确定互感线圈同名端(有时也称对应端)后,如果已经知道了线圈的绕法,可以运用楞次定律直接判定。如果不知道线圈的具体绕法(例如线圈被封装在不易打开的壳子中)时,可以进行测量,方法如下:

  方法一:直流通断法 见附图4所示。线圈l经开关S接于直流电源,线圈2两端接万用表的直流电压挡最小量程。

  当开关S闭合瞬间,线圈2产生互感电动势,若电压表正向偏转。  则AC为同名端;若电压表反向偏转,则AC为异名端。

  方法二:等效电感法

  设具有互感为M、电感分别为L1和12的两个线圈,若将两个线圈的异名端相连,作正向串联(串联顺接)时,其等值电感L正=L1+L2+2M;若将两线圈的同名端作反相串联(串联反接)时,等值电感L正=LI+L2-2M。

  显然,等效电感L正>L反,其等效电抗X正>X反。在相同的正弦电压作用下,正向串联时的电流小,反向串联时的电流大,利用这一关系,即可判断两个线圈的同名端。

  方法三:灵敏检流法见附图5。当开关K闭合时,电流i从无到有的变化,变化的电流从1端流入L1,产生急剧增强的磁通。通过互感效应,在L2中产生互感电动势,由灵敏检流计A的偏转,可以确定L2中互感电动势的极性(例如4端为正):L1中有感电动势的极性则是1端为正,这样,就确定了1、4端为同名端