Í aflmælingar- og vöktunarkerfum eru orkumælar sem krefjast ytri straumspenna (CTs) alls staðar; þau eru „augu“ okkar til að skynja mikla strauma nákvæmlega. Hins vegar, innan þessa háþróaða kerfis, er mikilvæg regla sem alltaf verður að fylgja: aukahlið straumspennisins má aldrei nota í opnu-rásarástandi. Þessi grein mun kafa í meginreglur og hættur á bak við þessa reglu.
Venjuleg vinnuregla straumspenni
Straumspennir (CT) er sérstök tegund spenni sem starfar á grundvelli meginreglunnar um rafsegulvirkjun. Kjarnahönnun þess leggur áherslu á „straumminnkun“ og „einangrun“.
1. Uppbygging: Það samanstendur venjulega af lokuðum járnkjarna, aðalvindu með færri snúningum (tengd í röð við aðalrásina), og aukavindu með fleiri snúningum (tengd orkumælinum).
2. Tilvalið ástand: Í venjulega lokaðri hringrás starfar CT í um það bil "skammrásarástandi"-. Samkvæmt rafrásalögmáli Ampere og lögmáli rafsegulöflunar myndar frumstraumurinn I1 til skiptis segulflæði Φ í járnkjarnanum, sem aftur framkallar straum I2 í aukahliðinni. Sambandið á milli þeirra er:
I1 × N1=I2 × N2 + Im×N1
þar sem N1 og N2 eru fjöldi snúninga á aðal- og aukavindunum og Im er örvunarstraumurinn. Vegna mikillar örvunarviðnáms í hönnuninni er Im mjög lítill, þannig að í fullkomnu tilviki er hægt að einfalda hana í:
Hér er Kn metið umbreytingarhlutfall, til dæmis 1000/5A. Á þessum tíma er stóri straumurinn á aðalhliðinni nákvæmlega og hlutfallslega breytt í lítinn straum á aukahliðinni (venjulega staðalgildi 5A eða 1A) til öruggrar mælingar með tækinu. Á sama tíma er möguleiki aukarásar CT mjög lítill (venjulega aðeins nokkur volt), sem er innan öruggs sviðs.
Meginreglugreining þegar aukahliðin er opin-hringrás
Þegar aukarásin verður opin vegna lausra skauta, brotinna víra eða ótengingar fyrir slysni meðan á prófun stendur, breytist rekstrarástand hennar skelfilegra.
| Rekstrarástand | Venjulega lokað | Secondary Open Circuit |
|---|---|---|
| Secondary Current I₂ |
Núverandi, í réttu hlutfalli við I₁ | I₂ = 0 |
| Kjarnasegulflæði Φ |
Afsegulflæðið framleitt af I₂ bælir í raun kjarnaflæðinu og heldur lágu stigi | Bæling er týnd; flæði mettast hratt upp á mjög hátt stig |
| Aukaspenna U₂ |
Mjög lágt (nokkur volt) | Framkölluð háspenna á bilinu nokkur kílóvolta upp í tugi kílóvolta |
| Líkamlegt eðli | Sterk tenging, djúp neikvæð endurgjöf: I₂ er eindregið á móti breytingum á Φ | Endurgjöf rofin, orkusöfnun: allar aðalampera-beygjur (I₁N₁) eru notaðar til segulvæðingar |
Líkamleg kjarnaferlar eru sem hér segir👇:
1. Hvarf afmagnetizing endurgjöf:Við venjulega notkun er segulflæðið sem myndast af aukastraumnum I2 alltaf öfugt við segulflæðið sem myndast af aðalstraumnum I1, sem skapar sterk "demagnetizing" áhrif sem takmarkar afleidd segulflæði í járnkjarnanum við lágt stig. Eftir að hringrásin er opnuð, I2=0, og afsegulleysisáhrifin falla samstundis niður í núll.
2. Hröð mettun segulflæðis:Ójafnvægi aðalampera-snúninga I1N1 er að öllu leyti breytt í spennandi amper-snúningar. Þar sem þversniðssvæði járnkjarna- er hannað fyrir lítinn segulflæðisþéttleika fer járnkjarna fljótt í djúpmettun.
Samkvæmt lögmáli Faradays um rafsegulöflun, veldur víxlsegulflæðið raforkukraft yfir vafningarnar. Með hraðri aukningu á segulflæði verður afar há spenna U2 framkölluð yfir aukavinduna.
3. Framleiðsla háspennu:Við afltíðniskilyrði, fyrir frumstraum upp á nokkur hundruð amper, getur framkallað spenna á opnu-efri hliðinni auðveldlega náð nokkrum þúsundum volta og í öfgafullum tilfellum getur hún farið yfir 10 kílóvolt.
Hætturnar af opinni hringrás á aukahlið straumspenna.
Háspennan og tengd fyrirbæri sem orsakast af annarri opinni-hringrás geta kallað fram röð keðju-hættu.
1. Hætta á raflosti fyrir starfsfólk
Þúsundir volta af háspennu eru á efri raflagnaskautunum, sem skapar beinlínis alvarlega hættu á raflosti. Viðhalds- og eftirlitsstarfsfólk getur orðið fyrir raflosti ef það snertir þessar skauta fyrir slysni án viðeigandi verndar.
2. Tjón á búnaði
● Bilun í einangrun: Háspennan mun fyrst greina einangrunina á milli aukavinda, milli laga, eða einangrun milli aukarásar og jarðar, sem leiðir til varanlegrar skemmdar á CT.
● Ofhitnun og brennsla: Eftir að kjarninn er orðinn mjög mettaður myndar hann gríðarlegt hringstraum og hysteresis tap sem veldur ofhitnun kjarnans. Þetta getur brennt vindaeinangrunina og jafnvel kveikt eld.
● Bogi og sprenging: Opnir-hringrásarpunktar (eins og lausir skautar) munu mynda viðvarandi ljósboga undir háspennu. Hátt hitastig ljósboganna getur skemmt búnað, kveikt í nærliggjandi eldfimum efnum og uppsafnað há-hitagas í lokuðum skápum getur jafnvel valdið rafsprengingu.
3. Hættur fyrir starfsemi kerfisins
Mælingartap og -bilun: Fyrir rafmagnsmæla af CT-gerð verður inntaksstraumurinn núll, sem gerir þá ófær um að mæla rafmagn. Þetta leiðir til taps á mældri raforku og getur valdið deilum um viðskiptauppgjör.
Hættulegir-háspennuneistar: Þessir virka ekki aðeins sem íkveikjugjafi heldur geta sterkir rafsegulpúlsar sem þeir mynda einnig truflað nærliggjandi rafeindabúnað.
Niðurstaða
Opin hringrás á aukahlið straumspennu (CT) kallar fram ofsafenginn rafsegulorku sem losnar að lokum í formi háspennu, sterkra boga og ofhitnunar – líkamlegt hörmulegt ferli. Þess vegna, í allri vinnu sem felur í sér CT hringrás, verður "að koma í veg fyrir opnar hringrásir" að vera stranglega fylgt aðferð.
Jafnframt þarf að jarðtengja aukahlið straumspennisins sem er tengdur orkumælinum. Þetta, ásamt "ströng bann við opnum hringrásum á aukahliðinni," eru tvær kjarna járnklæddu reglurnar um CT-rekstur og viðhald. Jarðtenging gerir kleift að losa háspennuna fljótt til jarðar í gegnum jarðtengingu, sem kemur í veg fyrir skyndilega aukningu á aukahliðargetu sem gæti valdið skemmdum á búnaði eða raflostsslysum.