摘要本文从漏电庇护器的一个重要部件——零序TA进手，较为周全地分析互感器的性能指标和对漏电庇护器的影响，着重论述了影响互感器性能指标的身分，和若何将零序互感器性能指标与漏电庇护器的性能统一起来。
关头词性能指标影响身分分析
零序TA(以下简称互感器)是一个丈量漏电电流的部件。它在漏电庇护器中与其他部门的毗连见图1，图1清晰地讲明互感器在整个漏电庇护器中的位置及重要作用。要保证整个漏电庇护器的质量，就应当重视互感器的性能指标，并恰当地分析互感器的各性能指标黑白对漏电庇护器的影响。
互感器凡是是在一个具有闭合磁路的铁芯上绕一定匝数的线圈作为副方绕组(即二次绕组)和原方绕组(即一次导线)组成。图2是互感器的结构示意图。其中I1暗示一次导线过的电流，U2暗示二次绕组上感应的电势。
1 活络度
活络度是指互感器二次绕组感应电势对漏电电流的反应能力，可以表述为在一定的漏电情况下，分歧的互感器所感应的电势U2越高，说明其活络度越高。现在先从互感器空载的情况下(二次绕组上未带负载)来分析互感器的活络度与哪些身分有关。为便于分析，我们可以将图2转换成图3的等效电路形式。原方I1是一次导线过的电流、N1是原方的匝数，U1是N1匝情况下的感应电势；U2是二次绕组上感应电势、N2为二次绕组的匝数。凭据电工学可得：
U1=4.44fN1BS=4.44fN21μI1S 1
若是疏忽消耗，则可以获得
U2=U1(N2/N1)=4.44fN1N2μI1S 2
式中f为频率；μ为铁芯的导磁率；S为铁芯的截面积。假设一次导线中流过的电流是一定的条件下，从②式中可以得出以下结论：
(1)活络度与原、副方的匝数有关。一次导线、二次绕组的匝数越多，活络度越高。但大都情况下，一次导线就是被庇护线路，增加其匝数不现实，现实使用时都是只能穿过一匝，即N1=1匝；增加二次绕组的匝数可以提高互感器的活络度，若是界说匝比N=N2/N1=N2；则②式可以写为
U2=4.44fNμI1S 1
即提高二次绕组的匝数从而提高匝比N，可以提高活络度。要注重的是匝比N的提高虽然可以提高活络度，但必需与下面谈到的性能指标联系起来，不能一味地肆意提高N，下文会对此作出说明。
(2)当匝比和铁芯面积肯定后，活络度与铁芯的导磁率成正比。这意味着采用高导磁率的材料做铁芯是提高活络度的重要手段。同时，我们在推导计较式时疏忽了消耗，所以活络度还与铁芯磁路的长短、采用环形铁芯提高哄骗率而削减漏磁等多种身分有关。
不成否认，活络度是一个重要的指标，参见图1，对放年夜电路来说，其放年夜倍数是一定值，只有互感用具有对漏电一定的反应能力，才能往进行放年夜及后续电路的处置。凡是一个较好的方案是综合斟酌并肯定后续电路的参数，保证这些电路的正常运行，然后合理地以电路参数为依据，计划出互感器的活络度指标，然后凭据前面的分析，合理选择铁芯材料，凭据其固有特征，恰当肯定匝比，才能把互感器与后续电路联系起来。
前面是在互感器二次绕组空载的情况下分析其活络度这一性能指标，现实运用中互感器需与放年夜电路配接，是以应当斟酌互感器带上负载的情况。比力成熟的方式是在互感器的二次绕组上并接一个调整电阻，然后再与放年夜电路毗连。这样做的益处在于：1用二次绕组上并接的调整电阻对U2进行调整，由于该电阻并接于二次绕组，所以对互感器的终输出值起到衰减作用，选用年夜小合适的电阻，使活络度更合适要求，趋于合理。2削减了放年夜电路输进电阻对互感器的影响。由于有了并接的调整电阻，使得放年夜电路的输进电阻接进后作为互感器的负载时几近可以疏忽放年夜电路对互感器的影响，由于放年夜电路的输进电阻远年夜于调整电阻。3选用调整电阻对于分歧μ值的铁芯、分歧匝比的条件下能将互感器的输出值可统一到一个肯定的范围内，利于后续电路。
2 线性度
所谓线性度是指互感器的输出电压变化量与输进电流变化量之比是一常数，换句话就是I1变化几多，U2也变化几多。互感器线性度指标的黑白，对漏电庇护器的性能有很年夜影响，直接关系到漏电庇护器的稳定性和可行性。只有互感用具备优秀的线性，则能反应出真实的线路状态，而这正是从事漏电庇护工作想到达的目的。影响线性度的身分很多，可以从以下几点加以说明：
(1)铁芯导磁率μ，其计较公式为：
μ=B/H=B/(N×1)
铁芯的导磁率是一个不定值。查阅有关资料，其曲线不是线性变化的，见图4。从它的变化曲线上可以看出μ值在整个变化区域内长短线性的，a—b段μ值上升，至b点时μ值年夜，然后又下跌到c点。针对这一现象，应当经由过程年夜量的频频实验来寻觅到这样一个区域：μ值不应太低，否则活络度遭到影响，同时μ值变化相对呈线性。
(2)铁芯的伏安特征，其曲线见图5。基本方式是不竭地改变输进电流，用毫伏表测出N1为1匝时铁芯的输出电压值。然后画出其输出电压与输进电流之间的曲线，无妨将图5曲线分为三段，可以看出：a段讲明铁芯肇端的输出值很低，电流不竭增加而输出电压变化不较着，只有在电流增加到一定数值后，铁芯才有输出电压值；b段显示出随着电流的增加，铁芯输出电压比力较着，也随之增加，这一段可以认为它是线性变化；c段讲明当铁芯输出电流到年夜值后，随着电流的增加而铁芯的输出电压不再继续增加，反而趋于平稳，甚至呈下降趋向，说明铁芯已达饱和状态。因而b段是可以采用的一段区域，它对互感器的线性度指标起重要作用。
(3)匝比N=N2/N1。在分析活络度指标时已谈到匝比是一个不容轻忽的身分，不单如斯，匝比对线性度的影响很年夜。凡是N1=1匝，故而匝比N=N2/N1就能够简化为N=N2，即与二次绕组的匝数有关。选择合理的二次绕组匝数，才能实现对互感器线性度的控制。凭据笔者的实践与实验，对匝比的合理选择现实上是回结为想法避开前面所计议的两个身分：铁芯μ值和铁芯伏安特征中的非线性部门，而找到一个较为理想的工作区。正由于如斯，匝比的选择应与铁芯μ值、铁芯伏安特征、铁芯截面年夜小及磁路和长度联系起来。
(4)调整电阻的作用。
在前面已分析调整电阻对活络度及与放年夜电路毗连时的一些情况，事实上，调整电阻的作用还在于它终能协调前面所谈到的三点身分，使得互感器的线性输出成为可能。具体地说，经由过程年夜量实验找出铁芯μ值和铁芯伏安特征中的合适区域，也就是一个合适的工作点，用匝比N来实现活络度，后由调整电阻为协调，这一方面控制活络度，使活络度知足设计要求；另外一方面则经由过程调整电阻的频频调整，而使互感器的输出呈线性变化。对活络度和线性度两项指标而言，它们之间是不矛盾的，完全是统一的。
(5)其他身分。其他对互感器的线性度的影响身分还有诸如铁芯热处置工艺的黑白、铁芯截面年夜小等，不再逐一详述。
若何针对上述所谈到的身分，充实斟酌、合理哄骗，以使互感器有一个线性的输出特征是设计者和生产者的重要课题。在我们的持久索求与实践中应总结出自己的一套成熟生产指标，知足了互感器所必需具有的“合适活络度”和“优秀线性度”这样两个基赋性能参数，真正体现出“质量为本”的作风。
3 平衡特征
理想情况下，当被庇护线路上没有漏电电流时，互感器应不会有输出值，然而由于互感器自己铁芯各点导磁率μ值不均或磁路的不服衡，造成二次绕组中也有感应电势，仍有输出值，这就是平衡特征的基本概念。在一定的负载情况下，若是感应出的电势越年夜，则互感器的平衡特征越差。
不难想象，互感器的平衡特征对漏电庇护器的影响是：若是平衡特征获得重视并较好地解决，使感应出的电势被控制在很小数值，就能有用地避免漏电庇护器的误动；相反，若是平衡特征很差，那末互感器输出值是由于平衡特征欠好而酿成的，也就不能反应真实情况，而且漏电庇护器发生误动的机遇就更年夜，晦气于提高供电的靠得住性。
我们对互感器进行实验和对比，主要是对互感器通以年夜电流(实验电流约为2560A，远远高于国标划定的6倍于额定电流的要求)后，观察该电流对各类互感器发生的不服衡电势的年夜小。平衡特征实验中，在年夜电流冲击瞬间，丈量年夜大都互感器的不服衡电势未跨越10mV，低的为1mV左右，即使带有50mA漏电，变化量也不年夜，没有引发漏电庇护器的误动。为了进一步验证互感器的平衡特征，又在现场进行年夜功率电念头(40HP)启动的考核，测试到不服衡电势年夜仅为2.5mV，远没有到达引发触保器误动的水平。
影响互感器平衡特征的身分很多，在李家贤同志关于《年夜电念头起动与触电庇护装配误动的缘由分析》一文中指出：平衡特征“与铁芯的材料有关，与铁芯的外形有关，与二次绕圈的排列有关，与屏障罩的尺寸和材料有关等等，它必需经得起来自被庇护线路内部的各类干扰旌旗灯号的影响，也必需抗得住被庇护线路周围杂散磁场和强电场所带来的影响”。
4 过载特征
当被庇护线路泛起瞬间的接地故障，那末在穿过互感器的一次导线中就会泛起瞬间的年夜电流，这个年夜电流的泛起对互感器冲击后，若是铁芯的磁状态能自动地由瞬间饱和状态回复到冲击之前的状态，而不影响互感器的其他性能参数，就讲明互感器有优秀的过载特征。过载特征考查的是互感器的抗年夜电流冲击的恢复能力，即互感器承受年夜电流冲击(单相对地短路)的恢复能力，恢复能力越年夜，则互感器的过载特征越好。
在漏电庇护装配中，若是由于互感器过载特征差，那末在年夜电流冲击后，互感器的各项性能参数变差，甚至没法恢复到冲击前的状态，则漏电庇护器就会失往应有的作用，泛起拒动现象。
铁芯的材料主要影响互感器的过载特征。选用矫顽力小的铁芯(如玻镆合金)作铁芯材料，该材料具有导磁率高、矫顽力小的优点，因而具有优秀的过载特征，与其他材料相比，玻镆合金的磁滞回线(Hc)较窄，容易回到初始磁状态。
笔者对互感器进行过载实验，在冲击前、后划分记实互感器的输出值(冲击前、后通以不异的电流)，从实验记载的数据(内部资料)可以看出：冲击前、后两者之间的变化率年夜为5左右，小为0.1，甚至基本不变。换句话说，互感器在冲击前、后的输出值变化很小，其性能参数基本没有发生变化。是以，变化率小反映出互感用具有优秀的过载特征，互感器承受年夜电流的冲击后没有因铁芯饱和而使漏电庇护器拒动。
5 温度特征
互感器的温度特征是指互感器的输出随温度的改变而发生变化的现象。凡是可以选择一个温度(例如 25℃)作为参考点，记实下此温度下的输出值，然后划分将互感器置于-5℃和 40℃的情况温度(国家尺度)下进行丈量，划分记实互感器的输出值，并与参考温度比力，用λ1暗示-5℃温度时的变化率，用λ2暗示 40℃温度时的变化率，那末可以获得
λ1= ×100 和λ2= ×100
变化率(λ1和λ2)越小，说明温度特征越好。温度特征的黑白主要取决于铁芯的温度稳定性，现实上就是取决于铁芯热处置工艺水平。
互感器的温度特征有正温度特征和负温度特征两种形式。所谓正温度特征是指随着温度的升高，互感器的输出增加，漏电庇护器的活络度变高，随着温度的下降，互感器的输出减小，漏电庇护器的活络度变低；所谓负温度特征是指随着温度的升高，互感器的输出削减，漏电庇护器的活络度变低，随着温度的下降，互感器的输出增加，漏电庇护器的活络度变高。
为了顺应农网改造中低压配电箱在露天凹凸温下的持久运行，我们对LJM-150A/250A漏电脉冲继电器、LJY-150A/250A延时型漏电继电器做了加倍严酷的温度特征实验，划分在-30和 60的温度下进行凹凸温整机特征实验，从记实的数据中反映生产品的技术性能变化极小，完全可在恶劣情况下持久运行，这是产物设计完善的成效。
笔者在对互感器进行温度特征实验后发现，选择有较好工艺水准的铁芯生产厂家提供的铁芯，才能保证互感器有较好的温度特征，年夜限度地削减温度对互感器的影响，从而保证漏电庇护器的性能，不会泛起由于温度的影响而造成漏电庇护器跨越额定动作电流而拒动，或低于额定不动作电流而误动的现象。
以上简单分析互感器的基赋性能参数和互感器的性能参数对漏电庇护器的影响，经由过程分析得出的一些结论，供广年夜专家参考。为能有一个更直观的说明，笔者对以上分析作简单总结，用表格的形式描写以下：表1给出互感器的性能参数与主要的影响身分关系；表2是各性能参数的黑白对漏电庇护器的影响成效。
参考资料
1．司徒兴汉编，触电漏电庇护电器及其运用，广东科技出书社，1990.4
2.李家贤，年夜电念头起动与触电庇护装配误动的缘由分析，平安杂志，1985.6
3.《新编实用电子电工手册》编写组，新编实用电子电工手册，科学普及出书社，1991.5
4.姚林禹编，漏电庇护器分级庇护安装运行技术，海洋出书社，1993.4