產(chǎn)品中心
剩余電流互感器
電纜適用圓形孔系列
剩余電流互感器是主要用來(lái)檢測(cè)配電電路中、所有穿過(guò)剩余電流互感器穿心孔的、節(jié)點(diǎn)電流的矢量和、并按照設(shè)定的變比變換成所需信號(hào)的器件。剩余電流互感器是繼電保護(hù)設(shè)備或者漏電探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中信號(hào)感知的最關(guān)鍵部件之一。其性能的好壞、工作的穩(wěn)定性將直接決定漏電保護(hù)系統(tǒng)或著剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)的靈敏度、準(zhǔn)確度和工作可靠性。剩余電流互感器的性能對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備或者漏電監(jiān)控系統(tǒng)影響巨大，所以，在使用中需要明確剩余電流互感器的以下幾個(gè)特性。
特 性 和 要 求
（1）靈敏度
靈敏度即剩余電流互感器可以感知的最小電流的特性。由于剩余電流互感器主要是用來(lái)檢測(cè)回路電流的矢量和，而在被檢測(cè)回路絕緣良好、無(wú)漏電的情況下，電流的矢量和、即剩余電流幾乎為0，所以，在實(shí)際使用中，需要剩余電流互感器盡可能的檢測(cè)到mA級(jí)別甚至于uA級(jí)別的信號(hào)。
一般的，剩余電流互感器檢測(cè)到的電流信號(hào)越小，其靈敏度就越高。
靈敏度和互感器選用的軟磁材料有直接的關(guān)系。一般的，導(dǎo)磁材料的初始磁導(dǎo)率越高，其靈敏度也就越高，抗飽和能力也就越差，成本也越高；軟磁材料的初始磁導(dǎo)率越低，靈敏度越低，可是抗飽和能力越高，成本也越低。同時(shí)，互感器的穿心孔徑越大、磁路越長(zhǎng)，在確保靈敏度時(shí)投入的成本也將越高。在應(yīng)用中需根據(jù)技術(shù)要求合理選用，以節(jié)約成本。
（2）精度和線性度
所謂精度也即準(zhǔn)確級(jí)或者精度等級(jí)，是指互感器在規(guī)定的使用條件下，一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差的百分值，根據(jù)規(guī)定，相應(yīng)的準(zhǔn)確級(jí)必須優(yōu)于對(duì)應(yīng)級(jí)別的容許誤差。線性度是指互感器的輸出電流變化量與輸入電流變化量之比是一個(gè)常數(shù)。互感器線性度指標(biāo)的好壞，對(duì)剩余電流探測(cè)器的性能有很大的影響，直接關(guān)系到剩余電流探測(cè)器的穩(wěn)定性和可靠性。只有互感器具備良好的線性，才能反映出真實(shí)的線路漏電狀態(tài)。
互感器的精度和線性度與互感器的磁性材料、二次負(fù)載、穿心孔徑相關(guān)。一般的，尺寸和負(fù)載一定時(shí)，磁性材料的導(dǎo)磁率越高，精度也越高；磁性材料和負(fù)載一定時(shí)，穿心孔徑越小，精度越高；當(dāng)材料和尺寸一定時(shí)，二次負(fù)載越大，精度和線性度越差。
用于剩余電流探測(cè)系統(tǒng)的剩余電流互感器，需要對(duì)30mA--1000mA的范圍內(nèi)的剩余電流進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，且檢測(cè)精度需要優(yōu)于3%。可是考慮到探測(cè)器系統(tǒng)總考核誤差不能超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的10%，所以，剩余電流互感器的精度等級(jí)最好優(yōu)于1級(jí)或者0.5級(jí)，且為了盡可能的降低成本，可以選用盡可能小的二次負(fù)載。
（3）平衡特性
理想情況下，被檢測(cè)回路的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)后端只有額定工作電流而沒(méi)有漏電電流時(shí)，剩余電流互感器應(yīng)不會(huì)有輸出值。然而，由于剩余電流互感器的鐵芯各點(diǎn)磁導(dǎo)率不均勻、磁路不平衡或者繞制工藝不良，一次導(dǎo)線與二次繞組的相對(duì)位置不對(duì)稱(chēng)或者工作電流差異等，造成二次繞組中仍有感應(yīng)電勢(shì)，有感應(yīng)電流輸出，這就是平衡特性的概念。
此外當(dāng)互感器近旁有大電流流動(dòng)或者強(qiáng)磁體的存在等外接因素對(duì)互感器的影響，也將改變鐵芯各處的磁導(dǎo)率，致使剩余電流互感器特性變差，而導(dǎo)致被測(cè)節(jié)點(diǎn)后的電路無(wú)漏電仍舊會(huì)有電流輸出。
在一定負(fù)載的情況下，剩余電流互感器因?yàn)橐陨弦蛩囟a(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)越大，則互感器的平和特性越差。
在剩余電流探測(cè)系統(tǒng)中，國(guó)標(biāo)要求系統(tǒng)的誤差不能大于5%，所以，極限情況下，由于電流互感器平衡特性因素導(dǎo)致的誤差不能超過(guò)5%。否則極難保證探測(cè)器及其系統(tǒng)在聲明的報(bào)警閾值內(nèi)穩(wěn)定、可靠的工作。
在一定負(fù)載的情況下，剩余電流互感器因?yàn)橐陨弦蛩囟a(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)越大，則互感器的平和特性越差。
在剩余電流探測(cè)系統(tǒng)中，國(guó)標(biāo)要求系統(tǒng)的誤差不能大于5%，所以，極限情況下，由于電流互感器平衡特性因素導(dǎo)致的誤差不能超過(guò)5%。否則極難保證探測(cè)器及其系統(tǒng)在聲明的報(bào)警閾值內(nèi)穩(wěn)定、可靠的工作。
（4）過(guò)載特性
過(guò)載特性考察的是剩余電流互感器在經(jīng)過(guò)大的電流沖擊后的恢復(fù)能力。在剩余電流互感器受到大電流沖擊后，剩余電流互感器的各項(xiàng)性能參數(shù)變化越小，其過(guò)載特性越好，反之越差。當(dāng)互感器的過(guò)載特性較差而致使其在受到大電流沖擊后無(wú)法恢復(fù)到?jīng)_擊前的狀態(tài)，則漏電保護(hù)系統(tǒng)有可能出現(xiàn)拒動(dòng)作、剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)誤報(bào)警或者不報(bào)警現(xiàn)象。
（5）溫度特性
互感器的溫度穩(wěn)定性是指互感器的在一次信號(hào)穩(wěn)定的情況下、二次信號(hào)的輸出隨溫度的改變而發(fā)生變化的現(xiàn)象。剩余電流互感器溫度特性的優(yōu)劣將影響漏電保護(hù)系統(tǒng)或者剩余電流探測(cè)系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性。
（6）隔離耐壓
剩余電流互感器不但具有檢測(cè)節(jié)點(diǎn)電流矢量和的作用，同時(shí)還需要對(duì)被測(cè)回路進(jìn)行良好的隔離絕緣，以保證互感器二次側(cè)所連接的信號(hào)處理單元及其后端的系統(tǒng)的運(yùn)行安全。剩余電流互感器隔離耐壓指標(biāo)較差將有可能引起保護(hù)設(shè)備或剩余電流探測(cè)系統(tǒng)遭強(qiáng)電電流沖擊而損毀，甚至于危及人身安全。
剩余電流互感器的選用 ：
（1）首先需要明確互感器的應(yīng)用目的和安裝環(huán)境。一般的，剩余電流互感器主要有以下幾個(gè)方面的應(yīng)用：用于對(duì)額定動(dòng)作保護(hù)的環(huán)境，比如電熱水器、微型斷路器、較大功率的其他用電器，為了防止觸電危險(xiǎn)的發(fā)生，一般的會(huì)有漏電動(dòng)作保護(hù)設(shè)置，將用到高靈敏度、平衡特性?xún)?yōu)的剩余電流互感器；用于配電電路接地保護(hù)的環(huán)境，比如電氣保護(hù)裝置、電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置等，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控配電電路的漏電狀態(tài)并在指定條件下實(shí)施保護(hù)功能，就需要用到精度和線性度較高、且抗飽和能力較強(qiáng)、平衡特性?xún)?yōu)的剩余電流互感器；用于絕緣監(jiān)測(cè)、電氣火災(zāi)監(jiān)控的環(huán)境，比如剩余電流探測(cè)器系統(tǒng)中的剩余電流互感器，需要用到精度高，線性度好且平衡特性?xún)?yōu)的剩余電流互感器。
從以上分析來(lái)看，無(wú)論哪一種類(lèi)的剩余電流互感器，其它電參數(shù)的要求可能有所不同，可是平衡特性是剩余電流互感器必須要求的，足見(jiàn)平衡特性對(duì)剩余電流互感器來(lái)說(shuō)多么重要。
由于不同的功能需求，對(duì)剩余電流互感器的選材和設(shè)計(jì)及成本是有很大影響的，只有明確了應(yīng)用的目的，才能更好的進(jìn)一步選擇在使用方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的剩余電流互感器，且成本可以盡可能的降低。
當(dāng)互感器的應(yīng)用目的明確之后，還需要進(jìn)一步明確安裝環(huán)境：用在電纜回路中的，只要空間允許，優(yōu)先選用圓形穿心孔系列產(chǎn)品。在相同回路電流的情況下，這樣不但可以降低成本，更可以使整個(gè)系統(tǒng)處于最佳應(yīng)用狀態(tài)；如果空間不允許或者用在匯流母排環(huán)境里時(shí)，圓形穿心孔無(wú)法滿足時(shí)，就需要考慮矩形穿心系列產(chǎn)品，雖然線性度和平衡特性均沒(méi)有圓形穿心系列好，成本也比較高，可是誤差也可以很好的控制在允許范圍內(nèi)，且能滿足安裝需求，還是比較好的解決方案；當(dāng)應(yīng)用在既有電路改造工程中，在不允許停電的情況下施工，則只有用開(kāi)啟式的剩余電流互感器，雖然成本高，只要誤差和平衡特性在允許范圍之內(nèi)，也就成為唯一的解決方案。
（2）確定互感器的穿心孔徑。確定好互感器的種類(lèi)后，就需要根據(jù)電纜或者母排的規(guī)格選擇互感器的規(guī)格了。
如果是選擇圓形穿心的互感器，就需要根據(jù)電纜的規(guī)格和根數(shù)粗略計(jì)算回路所需要的最小直徑。如果單芯電纜的直徑為D，則在三相三線電路中，所需的最小直徑大約為2.2D；在三相四線的電路中所需的最小直徑大約為2.5D；根據(jù)計(jì)算得到的這些結(jié)果，再進(jìn)一步選擇剩余電流互感器的內(nèi)徑。一般的在以上計(jì)算出的數(shù)據(jù)再乘以1.2所得到的結(jié)果即可以作為互感器的穿心孔徑，或者選用相接近的可是得稍微大一點(diǎn)孔徑的剩余電流互感器。
在母排環(huán)境內(nèi)，就需要了解母排的安裝尺寸，這個(gè)可以根據(jù)斷路器的型號(hào)及其安裝尺寸就可以確定所用母排的規(guī)格和母排安裝尺寸。根據(jù)母排安裝尺寸選用稍微大一些的矩形剩余電流互感器產(chǎn)品即可。由于剩余電流互感器的穿心孔形狀直接影響剩余電流互感器的平衡特性，圓形穿心的互感器平衡特性最好、矩形穿心的次之、開(kāi)口的產(chǎn)品平衡特性最差。同時(shí)考慮到產(chǎn)品的價(jià)格又差別很大，所以在選用產(chǎn)品的時(shí)候優(yōu)先選用圓形穿心產(chǎn)品、矩形產(chǎn)品次之、當(dāng)閉環(huán)產(chǎn)品不能滿足安裝需要時(shí)再考慮相應(yīng)的可開(kāi)啟式產(chǎn)品。
（3）剩余電流互感器的二次信號(hào)的確定。由于剩余電流互感器的一次剩余電流比較小，為了保證互感器優(yōu)良的線性度，互感器的二次輸出信號(hào)一般比較小，電流信號(hào)輸出大都在0.25mA-50mA范圍內(nèi)；電壓信號(hào)輸出范圍大都在100mV-2000mV之間。一般的剩余電流互感器的輸出信號(hào)大都需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，為了提高A/D轉(zhuǎn)換的精度，希望互感器二次輸出的信號(hào)越大越好。可是信號(hào)越大，互感器的線性度就會(huì)越差。在輸出信號(hào)比較大時(shí)，為了提高線性度，往往需要把互感器的變比設(shè)定的比較大些，這樣就會(huì)增加成本，同時(shí)也會(huì)加長(zhǎng)生產(chǎn)周期。所以只要轉(zhuǎn)換精度和線性度能達(dá)到系統(tǒng)要求，輸出信號(hào)小些為宜。在輸出為電流信號(hào)時(shí)，還需要考慮到變比的參數(shù)；這個(gè)可以考慮以上分析并考慮到采樣電阻值來(lái)確定。當(dāng)輸出為電流信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的采樣電阻直接影響采樣精度，所以，其精度最好優(yōu)于0.5%。
開(kāi)啟式剩余電流互感器的二次輸出信號(hào)不宜高于1000mV，由于互感器的磁路被斷開(kāi)，其導(dǎo)磁性能大大減小，所以當(dāng)輸出信號(hào)比較大時(shí)，線性急劇變差。這樣會(huì)造成系統(tǒng)對(duì)整定點(diǎn)監(jiān)測(cè)精度有效，而偏離整定點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差增大，造成系統(tǒng)的整體性能降低。
當(dāng)單點(diǎn)安裝時(shí)，也可以考慮集成模塊的一體式剩余電流互感器產(chǎn)品，也就是信號(hào)處理電路和二次繞組一體式產(chǎn)品，可以直接輸出所需的數(shù)字信號(hào)，由于信號(hào)處理模塊和電流互感器同在一個(gè)產(chǎn)品內(nèi)部，盡可能的降低了信號(hào)線串?dāng)_，還節(jié)約了成本。
（4）剩余電流互感器的二次輸出方式。剩余電流互感器常用的輸出方式有屏蔽引線輸出、端子輸出。引線最常用的是RVVP雙絕緣屏蔽護(hù)套線；也可端子輸出，接線方式比較靈活。用端子輸出時(shí)，信號(hào)線需要用雙絞線以提高抗干擾能力。如果信號(hào)線太長(zhǎng)還需要考慮RVSP雙絞雙絕緣護(hù)套線或者在剩余電流互感器內(nèi)部加信號(hào)放大電路。
（5）剩余電流互感器的定型。經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)步驟，就可以把剩余電流互感器的規(guī)格型號(hào)、具體參數(shù)、輸出方式等確定下來(lái)。再考慮到其他細(xì)節(jié)方面的一些問(wèn)題之后就可以根據(jù)《產(chǎn)品選型手冊(cè)》選型了。
平衡特性測(cè)試原理及電路
當(dāng)剩余電流互感器的變比為2000:1；理想情況下，互感器二次側(cè)接2K ohm負(fù)載且初級(jí)輸入電流為1000mA時(shí)，并接在負(fù)載兩端的電壓表示數(shù)應(yīng)為1000mV，那么，可以用1mV等效為1mA。當(dāng)用測(cè)試工裝檢測(cè)時(shí)，電壓表所示的mV數(shù)值可以等效為剩余電流互感器的不平衡輸出電流值。
平衡特性測(cè)試方法：
圓形開(kāi)窗互感器平衡特性測(cè)試方法：
（1）測(cè)試工裝緊貼互感器穿心孔內(nèi)壁且最大間距垂直穿過(guò)互感器。
（2）使測(cè)試工裝通過(guò)規(guī)定等級(jí)的測(cè)試電流。
（3）旋轉(zhuǎn)互感器一周，萬(wàn)用表示數(shù)需不大于規(guī)定值。
（4）使互感器穿心孔和測(cè)試工裝夾角45度。
（5）再次旋轉(zhuǎn)互感器一周，萬(wàn)用表示數(shù)需不大于
規(guī)定值
（6）按照以上方式兩次轉(zhuǎn)互感器各一周，且旋轉(zhuǎn)速度不大于6°/秒，示數(shù)均不大于規(guī)定的數(shù)值為合格。
矩形開(kāi)窗互感器平衡特性測(cè)試方法：
（1）測(cè)試工裝垂直位于互感器穿心孔內(nèi)最大間距位置。
（2）使測(cè)試工裝通過(guò)規(guī)定等級(jí)的測(cè)試電流。
（3）使工裝兩臂同時(shí)向中間并攏，萬(wàn)用表示數(shù)需不大于規(guī)定值。
（4）使工裝兩臂并攏，且移至互感器穿心孔內(nèi)壁處。
（5）使測(cè)試工裝緊貼穿心孔內(nèi)壁滑動(dòng)一周，萬(wàn)用表
示數(shù)需不大于規(guī)定值
（6）按照以上兩種方式測(cè)試互感器，且示數(shù)均不大于規(guī)定的數(shù)值為合格。
誤差測(cè)試原理及電路：
剩余電流互感器根據(jù)應(yīng)用方式，可以用“源-表法”檢測(cè)其精度和線性度等指標(biāo)。
在具體實(shí)施方法上：電流源用來(lái)提供標(biāo)準(zhǔn)的電流，根據(jù)剩余電流互感器的額定參數(shù)輸入規(guī)定的電流，互感器的二次并接額定負(fù)載電阻，并且在負(fù)載電阻的兩端并接高精度電壓表，用來(lái)監(jiān)測(cè)互感器二次負(fù)載電阻兩端的電壓。并需要注意所有的測(cè)試設(shè)備需要良好接地，否則會(huì)增大測(cè)量誤差。
在測(cè)量得到互感器二次負(fù)載兩端的電壓后，根據(jù)負(fù)載電阻的實(shí)際阻值，計(jì)算出互感器的二次輸出電流，繼而計(jì)算出誤差。由于一般的剩余電流互感器的二次輸出電流非常小，示數(shù)極易受到環(huán)境雜波干擾而讀數(shù)不準(zhǔn)確，不建議采用電流表直接測(cè)量互感器的二次電流。
當(dāng)需要檢測(cè)某一點(diǎn)的靈敏度時(shí)，建議采用示波器監(jiān)測(cè)互感器在使用條件下的二次輸出波形是否失真，鐵芯是否飽和。當(dāng)互感器波形失真較嚴(yán)重時(shí)，不能保證互感器的重復(fù)精度。
在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，和其他的互感器一樣，不允許互感器二次開(kāi)路。一般的由于剩余電流互感器的鐵芯為高導(dǎo)磁鐵芯，且鐵芯截面不大，互感器二次開(kāi)路更容易飽和而造成鐵芯剩磁，互感器的誤差將增大。
過(guò)載測(cè)試原理及電路
過(guò)載測(cè)試和誤差測(cè)試的電路相同。
首先需要在過(guò)載測(cè)試前進(jìn)行一次過(guò)載前誤差測(cè)試，并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算誤差；然后根據(jù)過(guò)載參數(shù)，輸入規(guī)定的過(guò)載電流進(jìn)行過(guò)載測(cè)試；過(guò)載測(cè)試完成后，再進(jìn)行過(guò)載測(cè)試后的誤差測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算誤差。
過(guò)載后的誤差需要在允許范圍內(nèi)，否則產(chǎn)品不合格。
剩余電流互感器在配電系統(tǒng)中的安裝
剩余電流互感器在安裝前，首先需要查清低壓系統(tǒng)接地形式。我過(guò)低壓系統(tǒng)接地形式有TT、TN、IT系統(tǒng)。由于iT系統(tǒng)自形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，在特殊情況下采用，且安全性能高，一般不采用剩余電流保護(hù)裝置作為人身電擊、電氣火災(zāi)保護(hù)。TN系統(tǒng)中，又可分為T(mén)N-C、TN-C-S、TN-S系統(tǒng)。剩余電流互感器在TT、TN-C-S、TN-S系統(tǒng)中的接線要求是不同的。
在TN-S、TN-C-S、TN-C、TT系統(tǒng)中，回路的相線和中性線必須同時(shí)穿過(guò)剩余電流互感器的穿心孔。而PE線一定不能穿過(guò)剩余電流互感器的穿心孔，每個(gè)回路的任何中性線均不得混合使用。在TN-C系統(tǒng)中由于PE線和中性線為同一條線，不能采用剩余電流保護(hù)裝置，不建議使用剩余電流互感器，可以把TN-C系統(tǒng)改為T(mén)N-C-S系統(tǒng)，然后再安裝剩余電流互感器。具體可參考以下附圖。
剩余電流互感器在TN-S系統(tǒng)中的安裝
剩余電流互感器在TT系統(tǒng)中的安裝
剩余電流互感器在TN-C系統(tǒng)中的安裝
剩余電流互感器在TN-C-S系統(tǒng)中的安裝
也并非所有的剩余電流互感器都需要將相線穿入剩余電流互感器內(nèi)，TN-S系統(tǒng)中總的剩余電流檢測(cè)方式就可以不用把相線穿過(guò)剩余電流互感器，而它只穿一根電纜通過(guò)剩余電流互感器就可以了。這個(gè)方式具有特殊的優(yōu)勢(shì)：可以選用小型的剩余電流互感器提高測(cè)量精度，后期互感器如果出現(xiàn)故障，維護(hù)也方便；且由于剩余電流一般比較小，對(duì)剩余電流互感器的影響比較小；互感器選用小型號(hào)的產(chǎn)品，降低了使用成本。具體接線示意圖如下：
安裝剩余電流互感器的位置，需要盡可能的遠(yuǎn)離其他回路的相線，以避免其他回路的大電流產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)剩余電流互感器的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。在條件許可的情況下，也盡可能使被檢測(cè)的回路的相線位于剩余電流互感器穿心孔的中間位置，以盡可能的消除被檢測(cè)回路的相電流對(duì)剩余電流互感器的影響。
當(dāng)安裝大孔徑的剩余電流互感器時(shí)，由于被檢測(cè)回路的相電流一般的比較大，盡可能的使A/B/C/N回路電纜挨在一起且位于互感器的穿心孔中間位置。這樣會(huì)盡可能的改善回路電流對(duì)互感器的影響。
當(dāng)在母排周?chē)惭b剩余電流互感器時(shí)，調(diào)整剩余電流互感器的位置，使四條母排位于剩余電流互感器穿心孔的中間位置，母排距離互感器內(nèi)側(cè)的間距盡可能的一致。不建議母排緊挨互感器的內(nèi)側(cè)位置安裝，這樣由于A/B/C相的母排距離互感器線圈較近而對(duì)繞組線圈產(chǎn)生較為不利的影響。
由于剩余電流互感器是檢測(cè)的電流矢量和，所以，在使用中，一般的不需要區(qū)分同名端。而只需要把互感器的次級(jí)繞組良好的和設(shè)備相連接即可。
一般的，剩余電流互感器在開(kāi)關(guān)或者斷路器的上端或者下端均可，對(duì)檢測(cè)結(jié)果不會(huì)有任何影響。但是為了以后的檢測(cè)方便，建議安裝在開(kāi)關(guān)或者斷路器的下端，在斷電檢修時(shí)不必將上級(jí)的開(kāi)關(guān)斷電，只需要將本級(jí)的開(kāi)關(guān)斷電即可。
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