剩余電流互感器互感器鐵芯材料選用

剩余電流互感器一次回路的勵(lì)磁電流很小，處于弱磁場條件下工作，對額定剩余動作電流為0.006A的剩余電流保護(hù)電器，最小的工作磁場強(qiáng)度只有0.080A/m左右。在工作時(shí)，主電路經(jīng)常會受到幾百安至上千安大起動電流或幾萬安的短路電流沖擊，剩余電流互感器處于極端的飽和狀態(tài)。在這種情況下?；ジ衅鞑荒芤驔_擊電流產(chǎn)生的剩磁影響動作特性。因此剩余電流互感器的鐵心材料一般采用具有高起始磁導(dǎo)率、高的最大磁導(dǎo)率和低矯頑力鐵鎳軟磁合金材料。鐵鎳軟磁合金材料具有極高的起始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率、極低的矯頑力、較低的飽和磁通密度，以及良好的溫度穩(wěn)定性。

剩余電流互感器鐵心制造方式有卷繞成環(huán)形和環(huán)形沖片兩種，卷繞鐵心的材料一般選用厚度為0.10～0.20mm的冷軋帶材，沖片鐵心的材料一般選用厚度為0.3～1.00的冷軋帶材。

除了鐵鎳軟磁合金外，也有采用非晶態(tài)或超微晶態(tài)的軟磁合金材料制造剩余電流互感器鐵心。非晶態(tài)和超微晶態(tài)軟磁合金具有制造工藝和熱處理工藝簡單、成本較低，最大磁導(dǎo)率和飽和磁通密度高等優(yōu)點(diǎn)，但起始磁導(dǎo)率較低，不適合于對起始磁導(dǎo)率和靈敏度要求較高的剩余電流保護(hù)電器使用，例如，電磁式剩余電流保護(hù)電器。此外，非晶態(tài)和超微晶態(tài)材料存在質(zhì)地較脆、易碎裂等缺陷，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。

磁芯中導(dǎo)體偏移度和螺旋磁芯的首尾端角度是影響電流互感器平衡特性的兩個(gè)主要因素。通過解析計(jì)算結(jié)合數(shù)值仿真的方法分析了其對互感器平衡特性的影響，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。結(jié)果表明：互感器磁芯的首尾端角度在0°且穿過互感器的導(dǎo)線均勻分布于磁芯中心并為磁芯加裝磁屏蔽罩的條件下，磁芯具有良好的平衡特性，裝置不會發(fā)生誤動作。

漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

電網(wǎng)導(dǎo)線穿過RCT的磁芯，RCT檢測被保護(hù)線路電流的相量和。正常情況下，各相電流平衡，通過RCT 的一次側(cè)電流I相量和等于零，由基爾霍夫電流定律可知

這樣，各相線工作電流在電流互感器環(huán)形鐵心中所產(chǎn)生的磁通量Φ之和也為零，即

當(dāng)有人觸電或出現(xiàn)其他接地漏電故障時(shí)，由于漏電流的存在，使得通過電流互感器一次側(cè)的各相負(fù)荷電流(包括中性線電流)的相量和不再為零，即此時(shí)

RCT 的二次側(cè)線圈在交變磁通Φ_Δ的作用下，有感應(yīng)電勢E₂產(chǎn)生，從而在二次回路中便產(chǎn)生了一個(gè)正比于漏電電流的感應(yīng)電流I_Δ。漏電流越大，則二次繞組感應(yīng)電勢E₂也就越大，兩者關(guān)系即互感器的工作特性如圖3 所示。其中曲線1 為互感器二次繞組斷路情況下的空載特性，可以看出，起始時(shí)二次側(cè)感應(yīng)電勢E₂ 很小，只有一次側(cè)漏電電流I₁ 增加到一定值后，E₂ 才有明顯的輸出；此后，隨著I₁ 的增加，E₂不斷變大，近似線性地變化；當(dāng)I₁ 大到一定值后，E₂變化趨于緩慢，甚至呈下降趨勢，線性度變差，這是由于磁芯進(jìn)入了飽和區(qū)造成的．因此，應(yīng)選擇合適的二次側(cè)負(fù)載阻抗，保證磁芯工作在線性段，避免磁芯發(fā)生磁飽和．曲線2 為帶脫扣器工作狀態(tài)下的負(fù)載特性，由于二次側(cè)負(fù)載電流的去磁作用，磁芯變得不易飽和，并且在相同的漏電電流條件下，E₂相對變小。

1)剩余電流互感器的鐵心一般采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，可采用卷繞鐵心或沖片鐵心。鐵心的尺寸根據(jù)剩余電流保護(hù)電器的結(jié)構(gòu)、一次回路導(dǎo)體尺寸和靈敏度要求而定。

根據(jù)結(jié)構(gòu)。一次回路一般均設(shè)計(jì)為一匝，對額定電流較小的電磁式剩余電流保護(hù)電器也可以設(shè)計(jì)為幾匝。

電子式剩余電流保護(hù)電器，對互感器的輸出功率要求不高。鐵心截面尺寸可設(shè)計(jì)得小一點(diǎn)。對額定電流較小的剩余電流保護(hù)電器，互感器直徑較小，如采用高磁導(dǎo)率的鐵鎳軟磁合金,截面積可設(shè)計(jì)為10-20mm²之間；額定電流較大時(shí)，互感器直徑較大，平均磁路也長，鐵心截面積應(yīng)適當(dāng)增大，可設(shè)計(jì)為30-50mm²之間。對電磁式剩余電流保護(hù)電器，要求互感器有較高的靈敏度和較高的輸出功率，因此要增大鐵心的截面積，例如額定電流為40-63A的剩余電流保護(hù)電器，如采用高磁導(dǎo)率的鐵鎳軟磁合金，鐵心的截面積約在100-200mm2之間。對A型剩余電流保護(hù)電器，要提高脈動電流時(shí)的輸出，除了采取其它相應(yīng)措施外(例如，改變磁滯回線形狀，增加脈動直流時(shí)輸出)，也可增大互感器鐵心截面積的尺寸。具體鐵心尺寸應(yīng)根據(jù)剩余電流保護(hù)電器的整體結(jié)構(gòu)、一次回路的導(dǎo)體尺寸及檢測靈敏度的要求綜合考慮。

2)高磁導(dǎo)率的鐵鎳軟磁合金材料的鐵心在卷繞或加工完成后，要經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗蟛拍苓_(dá)到磁性能要求。經(jīng)過高溫?zé)崽幚淼蔫F心對機(jī)械應(yīng)力很敏感，在受到機(jī)械應(yīng)力或沖擊后，磁性能會急驟下降，使動作特性發(fā)生變化，因此在互感器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對鐵心采取足夠的防護(hù)措施，防止正常使用過程中受機(jī)械應(yīng)力的影響。非晶態(tài)合金或超微晶態(tài)合金鐵心的磁性能對機(jī)械應(yīng)力的敏感度要低于鐵鎳軟磁合金，但經(jīng)過時(shí)效處理后易碎裂，也應(yīng)有足夠的防護(hù)措施。因此，互感器鐵心一般應(yīng)放置在高強(qiáng)度工程塑料制成的外殼中，并采取適當(dāng)?shù)姆勒翊胧缭黾臃勒駢|片或充填防振硅脂等。在剩余電流保護(hù)電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，也要防止一次回路導(dǎo)體或其它部件對互感器施加過大應(yīng)力。

AKH-0.66L系列剩余電流互感器外殼采用阻燃、耐溫140℃的進(jìn)口聚碳酸酯注塑成形，鐵芯采用取向冷軋硅鋼帶卷繞而成，二次導(dǎo)線采用高強(qiáng)度電磁漆包線，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，造型美觀，安裝方便，體積小，質(zhì)量輕，準(zhǔn)確度高，容量大。

產(chǎn)品符合國標(biāo)GB1208-2006

根據(jù)一次電流及母線截面等參數(shù)選擇對應(yīng)的規(guī)格產(chǎn)品。一次導(dǎo)線穿越互感器窗孔。打開翻蓋，通過壓線片進(jìn)行二次接線，二次接線引出后翻蓋復(fù)位。計(jì)量電能可直接利用翻蓋小孔加封鉛印，以防竊電。

工作電流長期不超過1.1倍額定值，允許在1.2倍額定值時(shí)短時(shí)使用，時(shí)間不超過1h；

根據(jù)被測電流大小，選定額定電流比，一般選用比被測電流大2/3左右的額定電流；

產(chǎn)品極性表示為：一次接線標(biāo)志P1、P2，相應(yīng)二次接線標(biāo)志S1、S2；S1表示P1的同名端，S2表示P2的同名端；

測量儀表接于S1、S2端上，此時(shí)所接回路的總負(fù)荷不應(yīng)超過互感器的額定負(fù)荷，當(dāng)安裝儀表位置與電流互感器相距甚遠(yuǎn)或回路負(fù)載較大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用二次電流為1A的規(guī)格；

注意根據(jù)母排的規(guī)格和根數(shù)，選用相匹配窗口大小的互感器。

與電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置或漏電流繼電器配套使用，檢測0-1A漏電流(最小漏電流6mA)，輸出0-1V或0-2mA。

電動機(jī)保護(hù)單元配套使用,用于測量接地故障，可過載10倍。