在三相四線電路中,三相電流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0如果在三相四線中接入一個電流互感器,這時感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時,回路中有漏電電流流過,這時穿過互感器的三相電流相量和不等零,其相量和為:Ia+Ib+Ic=I(漏電電流)這樣互感器二次線圈中就有一個感應(yīng)電壓,此電壓加于檢測部分的電子放大電路,與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動作電流值相比較,如大于動作電流,即使靈敏繼電器動作,作用于執(zhí)行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器,三相電流的相量和不等于零,所產(chǎn)生的電流即為零序電流。
漏電開關(guān)中的零序互感器工作原理
零序電流互感器是一種線路故障監(jiān)測器,使用時將一次三芯電纜穿過互感器的鐵芯窗孔,二次通過引線接至專用的繼電器,再由繼電器的輸出端接至信號裝置或報警系統(tǒng)。在正常情況下,一次回路中三相電流基本平衡,其所產(chǎn)生合成磁通也近于零,二次繞組中無電流。當(dāng)一次線路發(fā)生單相接地等故障時,一次回路中產(chǎn)生不平衡電流(即零序電流),二次測產(chǎn)生的電流使繼電器動作,發(fā)出信號。也就是說,在電力系統(tǒng)產(chǎn)生零序電流時,通過零序電流互感器與繼電保護(hù)裝置或信號裝置配合實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護(hù)或監(jiān)控。電力系統(tǒng)的運行方式分為中性點有效接地和中性點非有效接地兩種,而非有效接地方式包括中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈接地兩種。應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的運行方式選用相應(yīng)的零序電流互感器。
1圖是漏電開關(guān)的零序電流互感器鐵芯,可以看到火線和零線同時穿過鐵芯。
2圖中的T是變壓器,變壓器有兩個原邊繞組,一個副邊繞組。其中兩個原邊繞組線圈的纏繞方向一致,圈數(shù)也相等。
當(dāng)原邊繞組1中流過電流I1時,按右手螺旋定則判斷出變壓器鐵芯中的磁力線方向。
請注意,2圖中變壓器T的原邊繞組1和原邊繞組2的電流方向是相反的,按右手螺旋定則,如果電流I1與I2大小相等方向相反,則變壓器鐵芯中沒有磁力線,副邊繞組當(dāng)然也不會出現(xiàn)感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓。
再看1圖,這里的L火線和PEN零線就相當(dāng)于兩個原邊繞組。火線與零線電流大小相等,方向相反。因此當(dāng)電路正常工作時,零序電流互感器副邊繞組中不會出現(xiàn)任何電流。
令I(lǐng)d為火線電流與零線電流之相量和:
Id=IL+IPEN=0
我們看到,電路正常時Id=0。