普通电流负荷箱一般是采用一定数量的阻抗组合元件,通过串联的方式构成规定的阻抗,即负荷箱的容量;而互感器式电流负荷箱则只有一个阻抗组合元件,通过改变互感器的匝数比而得到不同的额定电流和负荷容量,因而互感器式电流负荷箱是通过选择开关选择互感器绕组的匝数而得到折算负荷阻抗,组成电流负荷箱。
为了使互感器式电流负荷箱能够达到±3%的准确度,满足使用的要求。采取了以下几种措施:
(1)用自耦式电流互感器可减小互感器的误差或降低安匝数,同时还可减小Z1和Z2。
(2)互感器用高导磁冷轧硅钢片带卷制的环形铁心,以减小误差;绕组均匀绕制,以减小漏抗X1和X2。
(3)用简单的匝数补偿方法,改变折算系数,补偿负荷阻抗的误差。
互感器式电流负荷箱的优点是,一台负荷箱同时兼有2~3个额定电流,即可代替2~3台普通电流负荷箱。它的最大缺点是:由于电流互感器误差即Zm的存在,增加了负荷箱的非线性度。
目前国内生产的互感器式电流负荷箱主要有FY66和FY67两种。
FY67型互感器式电流负荷箱的原理线路如图4-4所示。其额定电流为5、1、0.5A;容量为2.5、5、10VA,功率因数为1和0.8,供检定精密电流互感器使用。这种新型电流负荷箱制作和使用都比较方便,70年代开始在山西生产。
图4-4 FY67型互感器式电流负荷箱(www.xing528.com)
图4-4中T为自耦式电流互感器,一次电流为5、1A和0.5A;二次电流为5/3A。R11、R12、R13为电阻元件;R22 X22、R23X23为电阻和感抗串联组合元件;RA和RB为电阻。通过选择开关K,可以选择2.5、5、10VA,功率因数1或0.8。通过互感器5、1A和0.5A接线拄分别选择额定电流为5、1A或0.5A的负荷。
为了减小电流互感器变比改变时X′1+X2的变化,二次电流应选在5A和1A之间,实际选用5/3A。
电流负荷箱必须留出0.05Ω的接线电阻,即阻抗Z的名义值应为实际值加上0.05Ω,故阻抗Z名义值应为:
式中R1和R2分别为互感器一次和二次绕组的电阻,略去互感器的误差不计。
设在不同电流比时,Z′1和Z′2均为常数,据此即可算出图4-4中各元件的参数:
式中,X′1+X2≈0,因为是自耦式的且均匀绕制的缘故。R21、R22、R23电阻中还应扣除相应X21、X22、X23电抗线圈的电阻。
实际上Z′1和Z′2不是常数,可在1A和0.5A绕组上采用匝数补偿加以调整。
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