電流變壓器測量電流或將能量從一個電路傳輸?shù)搅硪粋€電路，所以其設計需要不同于相應電壓變壓器的計算。這種差異的原因在于，電流變壓器磁化的電流是負載電流本身;而電壓變壓器則不同，它磁化的電流“獨立”于負載電流，其數(shù)值是滿負載時總體電流的一小部分。
我們想讓電流源為負載（如白熾燈、電壓穩(wěn)壓器或穩(wěn)壓二極管）提供電流IL，從而生成初級線圈電流IP（圖1）。我們與電流源打交道，所以，若負載消耗電流，則負載電壓由負載本身設定。
為設計電流變壓器，我們需了解其磁核的形狀、大小和材料，以及擬采用的匝數(shù)。之所以選擇環(huán)型核是因其具有zui低的損耗及在初級和次級繞組間提供合適的磁通耦合（若匝數(shù)多得足以覆蓋磁核表面大部分的話）。
根據(jù)安培定律，電流IP流過匝數(shù)為NP的繞組（圖2）時，根據(jù)磁力線長度IM將產(chǎn)生磁場，可由微分方程表示：
dIp×Np=H×dIM （1）
假定采用環(huán)形磁核，對整個磁力線長度求積分，則得出：
Ip×Np=H×IM （2）
其中，IM為磁力線的中線長度，對環(huán)形磁核來說：
IM=π×DMED=π×（DOUT+DINN）/2 （3）
其中，DMED為中線直徑;DOUT為環(huán)形磁核的外直徑;DINN為環(huán)形磁核的內直徑。
磁場H在密度為B的核內產(chǎn)生磁通。磁通密度取決于核材料的相對滲透率μR;
其中，B=μR×μ0×H;μ0=4π10-7（H/米=真空滲透率）
Ip×Np=B/（μR×μO）×IM
所以，公式2可重寫為：Ip×Np=B/（μR×μO）×IM （4）
為以zui低損耗傳輸能量，磁核不應在能量傳輸持續(xù)時，產(chǎn)生過多損耗。換句話說，它不能飽和。因此，核磁通密度B不應超過飽和密度值BSAT。另外，產(chǎn)生BSAT的初級側電流IP應一直低于某一zui大值IPMAX。所以，公式4可重寫為：
IPMAX×Np=BSAT/（μR×μO）×IM （5）
在我們的考慮中，我們與一個恒定電流打交道，該電流可認為是IPMAX。所以，我們既可以為NP（盡可能覆蓋核表面）一個值并計算出IM ，然后再計算出核尺寸DMED ;又可選擇一個核并導出合適的NP。與μR一樣，BSAT也可在核數(shù)據(jù)手冊中查到。
我們不關心核的截面積。所以，我們可利用任何厚度的核，我們只關心核直徑。
在描述電流變壓器工作關系的公式：Ip×Np=IL×Ns中，有一個悖逆。
其中，Ns=次級繞組的匝數(shù)。Ip是固定的，所以，次級側的負載電流也是固定的：
IL=Ip×（Np/Ns） （6）
它意味著，若減少次級繞組的匝數(shù)，我們可得到更大的次級電流。也即，若我們必須以高一半電流等級的產(chǎn)品替換次級側的電珠（Electric Bulb），我們應從次級繞組中減去幾匝。
另外，若我們用該變壓器提供某些電路原理圖（Electronic Schematic）布置，我們應了解其消耗的電流IL并在次級側繞上適當?shù)脑褦?shù)，它可由公式7得出。當發(fā)生過壓或次級感應電壓高于允許值時，一個合理的穩(wěn)壓二極管應能保護該原理圖免于過壓。
所以，在給定NP時，利用公式5，我們可容易地得到核大小，或確定在具有中線長度lM的給定核上將纏繞多少匝的初級繞組NP。例如，若電流源為負載產(chǎn)生1.2A的Ip，而我們必須點亮1.7A的白熾燈，則需為該安排重新設計一個新的變壓器。
Np=（BSAT/μR×μ0）×lM/IPMAX=0.28/（4π10-7×3000）×29.5×10-3/1.2=5.736turns
首先，我們應得到一個適合該應用的核。設其為一個36×23×8mm的環(huán)形核，其DMED=29.5mm。假定該核的相對滲透率是3,000，且BSAT=0.28T。我們知道，lM=π×DMED。所以從公式5，我們可容易地確定初級側可允許的匝數(shù)NP。因此，
Np=（BSAT/μR×μ0）×lM/IPMAX=0.28/（4π10-7×3000）×29.5×10-3/1.2=5.736turns
假定NP=6匝，因選取的磁通密度飽和值遠低于zui大值，也即存在一個安全余裕，所以該NP值一般是安全的。
利用公式6，可容易地確定次級繞組的匝數(shù)為4.235圈，所以，次級繞組的匝數(shù)是4。假定能量傳輸中可能出現(xiàn)的損失，我們可確認該值與設計匹合的非常好。
顯然，在次級電流應低于初級電流的情況，次級側的匝數(shù)應高于初級側的匝數(shù)。這就是為什么旨在進行大電流測量的電流變壓器在次級側繞很多圈的原因。
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀產(chǎn)品概述
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀，是我公司針對各種高壓開關研制的一種通用型智能化開關測試儀器。該儀器應用光電脈沖技術，單片計算機技術及可靠的抗電磁輻射技術，配以可靠的速度/距離傳感器，可用于各種電壓等級的真空、六氟化硫、少油、多油等高壓開關的機械性參數(shù)的調試與測量。
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀接線方便、操作簡單、操作時只需一次合（分）動作便可得到合（分）閘全部數(shù)據(jù)。并能打印所需的全部數(shù)據(jù)，斷口電流波形和動觸頭運動曲線，便于分析保存。
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀功能與特點
2.1測試功能
1） 三相不同期 ms
2） 同相不同期 同時測三相雙斷口 ms
3）動觸頭行程 測六個斷口 mm
4）動觸頭超行程 測六個斷口 mm
5）合（分）閘時間 同時測一至六個斷口 ms
6）合（分）閘彈跳時間 同時測一至六個斷口 ms
7）剛合（剛分）閘速度 測一個斷口（傳感器安裝斷口） m/s
8）合（分）閘zui大速度 測一個斷口（傳感器安裝斷口） m/s
9）合（分）閘平均速度 測一個斷口（傳感器安裝斷口） m/s
2.2PSGKC-D高壓開關動特性測試儀 特點
1） 采用了的傳感器，、可靠、安裝方便、適應面廣。
2）對開關操動電壓適應范圍大，DC60V—220V均可操作。
3）能自動判別并顯示開關操作中的錯誤指令和不成功操作。
4）測試方法靈活，無論是合閘操作、分閘操作，一次操作就能獲得所需測量數(shù)據(jù)。
5）測量數(shù)據(jù)可窗口顯示，也可以打印機輸出，打印機還能提供六個斷口的電流波形圖和一個斷口動觸頭的時間——行程的波形圖。
6）測試儀體積小、重量輕、便于攜帶。
7）抗*力強，能在較強的電磁場中正常工作，適合變電站現(xiàn)場測試。
8）儀器自帶220V/直流操作電源，可現(xiàn)場操動各種開關。并具有延時（一秒鐘）斷電功能。
9）儀器嚴格按國家標準GB3309—89《高壓開關設備常溫下的機械試驗》中的定義要求進行數(shù)據(jù)采集和處理。
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀儀器結構
3.1儀器由主機和傳感器兩部分組成，鋁合金防震箱包裝。
3.2 主機面板介紹
1、電源開關； 19、同相不同期指示燈；
2、電源插座； 20、合分時間指示燈；
3、0.保險絲； 21、彈跳時間指示燈；
4、交直流選擇開關； 22、剛分合速度指示燈；
5、保險絲； 23、zui大速度指示燈；
6、操作電源外輸入； 24、平均速度指示燈；
7、合分閘選擇開關； 25、行程指示燈；
8、合分閘信號輸出； 26、超程指示燈；
9、斷口信號輸入； 27、金短時間指示燈；
10、接地柱； 28、無流時間指示燈；
11、傳感器插座； 29、內置電源啟動鍵；
12、合閘指示燈； 30、操作鍵；
13、分閘指示燈； 31、數(shù)據(jù)打印鍵；
14、重合閘指示燈； 32、波形打印鍵；
15、數(shù)碼顯示窗； 33、曲線打印鍵；
16、電源指示燈； 34、數(shù)據(jù)顯示鍵；
17、打印機； 35、復位鍵；
18、三相不同期指示燈；
3.3 傳感器介紹：
傳感器兩套：真空、機械各一套
1、傳感器滑標
2、傳感器主體
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀技術指標
4.1 性能參數(shù)
多功能開關機械測試儀性能參數(shù)表 表一
| 型號 | 測量項目 | 測量范圍 | 測量誤差 |
| 機械開關 | 時間（ms） | 0.2 ～ 999.0 | ±0.2 |
| 距離（mm） | 1 ～ 600 | ±1 |
| 線速度（m/s） | ≤7.0 | ±0.01 |
| 真空開關 | 時間（ms） | 0.2 ～ 999.0 | ±0.2 |
| 距離（mm） | 0.5 ～ 40.0 | ±0.5 |
| 線速度（m/s） | ≤4.2 | ±0.01 |
4.2 綜合指示
工作電源：AC220V±10% 50Hz
開關操作電壓：DC220V（機內）（可根據(jù)用戶要求外輸入AC、DC電壓）
功 耗：≤50W
工作環(huán)境：－10℃－＋40℃
體 積：440×300×150（mm）
主機重量：約10Kg
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀儀器出現(xiàn)故障分析排除指南
測試儀器常見故障分析解除一覽表
| 現(xiàn) 象 | 排 除 故 障 方 法 |
| 開關操作后出現(xiàn)“S” | 斷口線接線錯誤（1）開關刀閘全部接地。（2）儀器A斷口信號輸入線連接不可靠。 |
| 開關操作后，窗口顯示“C”幾秒鐘后顯示“d” | （1）儀器不能先做分閘。 （2）測試儀進入等待合閘操作狀態(tài)。 |
| 超程小于實際測量超程數(shù)值 | （1）儀器以電信號做為采樣，與原用卡尺測量方法有所不同，只有動觸頭真實接觸后才記錄超程。 |
| 開關操作后，有合、分閘先后順序，但無不同期時間 | （1）不同期小于0.1ms，可視為同期，儀器不顯示 |
| 開關操作后，某一相或幾相不顯示彈跳時間 | （1）彈跳時間小于0.1mm，可視為無彈跳，儀器不顯示。 |
| 無行程、超程、速度顯示 | （1）檢查傳感器接頭是否插好。（2）傳感器信號線是否有短路，斷路現(xiàn)象。 |
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀斷口線的連接與傳感器的安裝
5.1 斷口線的連接
該儀器可同時測六個斷口，儀器 A 斷口具有測量行程，超行程和分合閘速度的功能，傳感器必須接到 A斷口上。
1）單斷口六線制接法
將開關一端（三相）對應連接儀器 A、B、C斷口信號輸入端，另一端任意連接到儀器共公端（斷口信號輸入）
2）雙斷口九線制接法
將開關三相靜觸頭六端分別對應連接到儀器A—C’六接線柱，（斷口信號輸入）將開關三相動觸頭三端任意接到儀器三共公端（斷口信號輸入）。
5.2 合、分閘信號線的連接
1）使用本儀器操作開關時，將儀器合、分閘選擇開關置合位，先按啟動鍵，再按操作鍵即可，做分閘時，將儀器合、分閘選擇開關置分位，儀器先復位，后按起動鍵，再按操作鍵即可。（做分閘前，儀器不可關斷電源）
2）使用本儀器操動機構操作時，將儀器合、分閘選擇開關置合位，操作開關即可，做分閘時，將儀器合、分閘選擇開關置分位，儀器先復位，再操作開關即可。注：斷口時間為合、分閘時間。
注：1、使用本儀器操作開關時，儀器的合、分閘信號輸出線必需通過輔助開關，如直接接入合、分閘線圈定能燒壞儀器（因儀器輸出信號電流額定）。
注：2、使用本儀器操作開關時，各斷口的合閘時間都包括接觸器（電磁機構）吸合時間。
注：斷口時間為固有合、分閘時間。
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀測試
6.1 自檢
1）電路部分自檢，接入220V電源，（面板2）打開電源開關，（面板1）面板電源指示燈亮（面板14）顯示窗口（面板13）C 數(shù)碼管顯示d ，斷口信號接線紅柱（面板7）A—C′紅黑柱之間各有14V電壓。
2）合、分選擇開關（面板24置合位時）按操作鍵機內繼電器吸合操動電源輸入紅接線柱（面板5）與合閘信號紅接線柱（面板6）接通。合、分閘選擇開關置分位時，按操作鍵、操動電源輸入紅接線柱與分閘信號紅接線柱接通。
3）按啟動鍵，操動電源指示燈亮，再按操作鍵（約1秒鐘后操作電源指示燈滅），同時合、分閘信號接線柱有220V電壓輸出。
6.2 測量參數(shù)顯示說明
本儀器必需先做合閘，后做分閘，合閘操作時，顯示窗口顯示C，六秒鐘后，顯示窗口改為各斷口合閘順序顯示，同時（面板8）合閘指示燈亮，按顯示數(shù)據(jù)鍵依次顯示不同期，合閘時間，彈跳時間，動觸頭行程等。按打印數(shù)據(jù)鍵，打印機打印各項數(shù)據(jù)。斷口電流波形，動觸頭時間行程特性曲線圖。做分閘時，順序相同。按復位（清除）鍵，全部數(shù)據(jù)清除。
6.3 打印機輸出數(shù)據(jù)、波形、曲線
1）打印輸出格式
2）合、分閘速度為平均速度，行程為合閘時的實際距離加合閘后的接觸行程，超程：為接觸行程（不包括彈簧儲備行程）。
3）電流波形
4）A斷口動觸頭時間、行程特性曲線
注：時標 t 每格為10ms，位移標 s 每格為10mm 。
5）真空開關時間顯示與打印輸出結果有微小差異儀器按兩位小數(shù)運算顯示一位小數(shù)，因此，測量結果以打印機輸出數(shù)據(jù)為準。
PSGKC-D高壓開關動特性測試儀配件
8.1 機械傳感器和各種機械開關六氟化硫開關的傳感器安裝支架，適用于500KV電壓等級下的六氟化硫、少油、多油開關測試。
8.2 真空傳感器和各種真空開關傳感器的安裝支架，專測試10KV～35KV的真空開關。
1）可根據(jù)用戶需要另加工生產(chǎn)傳感器安裝支架。
2）儀器成套測量線（長度10米，特殊情況另訂）
3）打印紙壹卷。
4）保險絲0.、各兩只。
5）說明書1份。
開關特性試驗報告（雙斷口模擬開關）
合 閘 數(shù) 據(jù) 分 閘 數(shù) 據(jù)
三相不同期： 0.4 ms 行 程A ：44.0 mm 三相不同期： 2.4 ms
同相不同期B ： 0.3 ms 行 程A1：44.0 mm 同相不同期B： 1.1 ms
同相不同期C ：0.3 ms 行 程B ：44.0 mm 同相不同期C： 1.1 ms
合 閘 時 間： 46.0 ms 行 程B1：44.0 mm 分 閘 時 間 ： 33.5 ms
斷口時間A ： 45.5 ms 行 程C ：44.0 mm 斷口時間A ： 33.5 ms
斷口時間A1： 45.5 ms 行 程C1：44.0 mm 斷口時間A1： 33.5 ms
斷口時間B ： 45.6 ms 超 程A ：16.0 mm 斷口時間B ： 32.1 ms
斷口時間B1： 46.0 ms 超 程A1：16.0 mm 斷口時間B1： 31.0 ms
斷口時間C ： 46.0 ms 超 程B ：16.0 mm 斷口時間C ： 31.0 ms
斷口時間C1： 45.6 ms 超 程B1：16.0 mm 斷口時間C1： 32.1 ms
彈跳時間B1： 0.1 ms 超 程C1：16.0 mm 剛 分 速 度： 0.80 m/s
彈跳時間C ： 0.1 ms 超 程C1：16.0 mm zui 大 速 度： 1.40 m/s
剛 合 速 度： 1.20 m/s 平 均 速 度： 0.95 m/s
zui 大 速 度： 1.80 m/s
平均速度： 0.89 m/s
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