Mewn systemau mesuryddion a monitro pŵer, mae mesuryddion ynni sydd angen trawsnewidyddion cerrynt allanol (CTs) yn hollbresennol; nhw yw ein "llygaid" ar gyfer synhwyro cerrynt mawr yn gywir. Fodd bynnag, o fewn y system soffistigedig hon mae rheol hollbwysig y mae'n rhaid ei dilyn bob amser: ni ddylai ochr eilaidd y newidydd cerrynt byth gael ei gweithredu mewn cyflwr cylched agored. Bydd yr erthygl hon yn ymchwilio i'r egwyddorion a'r peryglon y tu ôl i'r rheol hon.
Egwyddor gweithio arferol newidydd cyfredol
Mae trawsnewidydd cyfredol (CT) yn fath arbennig o drawsnewidydd sy'n gweithredu yn seiliedig ar egwyddor anwythiad electromagnetig. Mae ei ddyluniad craidd yn canolbwyntio ar "gostyngiad presennol" ac "ynysu."
1. Strwythur: Yn nodweddiadol mae'n cynnwys craidd haearn caeedig, dirwyn cynradd gyda llai o droeon (yn gysylltiedig mewn cyfres â'r prif gylched), a dirwyn eilaidd gyda mwy o droeon (yn gysylltiedig â'r mesurydd ynni).
2. Cyflwr Delfrydol: Mewn cylched sydd fel arfer yn gaeedig, mae'r CT yn gweithredu mewn cyflwr “cylched byr”. Yn ôl cyfraith cylched Ampere a chyfraith anwythiad electromagnetig, mae'r cerrynt cynradd I1 yn cynhyrchu fflwcs magnetig eiledol Φ yn y craidd haearn, sydd yn ei dro yn achosi cerrynt I2 yn yr ochr eilaidd. Y berthynas rhyngddynt yw:
I1 × N1=I2 × N2 + Im×N1
lle mae N1 ac N2 yn nifer troeon y dirwyniadau cynradd ac eilaidd, ac Im yw'r cerrynt cyffroi. Oherwydd y rhwystriant cyffro mawr yn y dyluniad, mae Im yn fach iawn, felly yn yr achos delfrydol, gellir ei symleiddio i:
Yma, Kn yw'r gymhareb trawsnewid graddedig, er enghraifft, 1000/5A. Ar yr adeg hon, mae'r cerrynt mawr ar yr ochr gynradd yn cael ei drawsnewid yn gywir ac yn gymesur yn gerrynt bach ar yr ochr uwchradd (gwerth safonol o 5A neu 1A fel arfer) i'w fesur yn ddiogel gan yr offeryn. Ar yr un pryd, mae potensial cylched eilaidd y CT yn isel iawn (fel arfer dim ond ychydig o foltiau), sydd o fewn ystod ddiogel.
Dadansoddiad egwyddor pan fydd yr ochr eilaidd ar agor-wedi'i gylchu
Pan ddaw'r gylched eilaidd ar agor oherwydd terfynellau rhydd, gwifrau wedi torri, neu ddatgysylltu damweiniol yn ystod y profion, mae ei gyflwr gweithredu yn mynd trwy newid trychinebus.
| Cyflwr Gweithredu | Ar gau fel arfer | Cylchdaith Agored Uwchradd |
|---|---|---|
| Cyfredol Uwchradd I₂ |
Presennol, yn gymesur ag I₁ | I₂ = 0 |
| Fflwcs magnetig craidd Φ |
Mae'r fflwcs demagnetizing a gynhyrchir gan I₂ i bob pwrpas yn atal y fflwcs craidd, gan gynnal lefel isel | Collir attaliaeth; fflwcs yn dirlawn yn gyflym i lefel eithriadol o uchel |
| Foltedd Eilaidd U₂ |
Isel iawn (ychydig folt) | Anwythol foltedd uchel yn yr ystod o sawl cilofolt hyd at ddegau o kilovolts |
| Natur Gorfforol | Cyplu cryf, adborth negyddol dwfn: I₂ yn gwrthwynebu newidiadau yn Φ yn gryf | Amharwyd ar adborth, cronni egni: defnyddir pob tro ampere cynradd (I₁N₁) ar gyfer magneteiddio |
Mae'r prosesau corfforol craidd fel a ganlyn👇:
1. Diflannu adborth demagnetizing:Yn ystod gweithrediad arferol, mae'r fflwcs magnetig a gynhyrchir gan y cerrynt eilaidd I2 bob amser yn groes i gyfeiriad y fflwcs magnetig a gynhyrchir gan y cerrynt cynradd I1, gan greu effaith "demagnetizing" cryf sy'n cyfyngu'r fflwcs magnetig canlyniadol yn y craidd haearn i lefel isel. Ar ôl i'r gylched gael ei hagor, I2=0, ac mae'r effaith demagnetizing yn disgyn i sero ar unwaith.
2. dirlawnder cyflym o fflwcs magnetig:Mae'r ampere cynradd anghytbwys-troadau I1N1 yn cael eu trosi'n gyfan gwbl yn droadau ampere cyffrous. Gan fod arwynebedd trawstoriadol y craidd haearn wedi'i gynllunio ar gyfer dwysedd fflwcs magnetig isel, mae'r craidd haearn yn mynd i mewn i gyflwr dirlawnder dwfn yn gyflym.
Yn ôl cyfraith Faraday ar sefydlu electromagnetig, mae'r fflwcs magnetig eiledol yn achosi grym electromotive ar draws y dirwyniadau. Gyda'r cynnydd cyflym mewn fflwcs magnetig, bydd foltedd uchel iawn U2 yn cael ei ysgogi ar draws y dirwyniad eilaidd.
3. Cynhyrchu foltedd uchel:O dan amodau amledd pŵer, ar gyfer cerrynt cynradd o gannoedd o amperau, gall y foltedd ysgogedig ar yr ochr eilaidd â chylchrediad agored gyrraedd sawl mil o folt yn hawdd, ac mewn achosion eithafol, gall fod yn fwy na 10 cilofolt.
Peryglon cylched agored ar ochr eilaidd newidydd cerrynt.
Gall y foltedd uchel a'r ffenomenau cysylltiedig a achosir gan gylched agored eilaidd sbarduno cyfres o beryglon adwaith cadwyn.
1. Risg o Sioc Drydanol i Bersonél
Mae miloedd o foltiau o foltedd uchel yn bodoli ar y terfynellau gwifrau eilaidd, gan greu risg sioc drydan ddifrifol yn uniongyrchol. Gall personél cynnal a chadw ac archwilio ddioddef sioc drydanol os byddant yn cyffwrdd â'r terfynellau hyn yn ddamweiniol heb amddiffyniad priodol.
2. Difrod Offer
● Dadansoddiad Inswleiddio: Bydd y foltedd uchel yn atalnodi'r inswleiddio rhwng troadau dirwyn eilaidd, rhwng haenau, neu'r inswleiddio rhwng y gylched eilaidd a'r ddaear yn gyntaf, gan arwain at ddifrod parhaol i'r CT.
● Gorboethi a Llosgi: Ar ôl i'r craidd ddod yn dirlawn iawn, mae'n cynhyrchu colledion cerrynt eddy a hysteresis enfawr, gan achosi i'r craidd orboethi. Gall hyn losgi'r inswleiddiad troellog a hyd yn oed achosi tân.
● Arc a Ffrwydrad: Bydd -pwyntiau cylched agored (fel terfynellau rhydd) yn cynhyrchu arcau parhaus o dan foltedd uchel. Gall tymheredd uchel yr arcau niweidio offer, tanio deunyddiau llosgadwy o amgylch, a gall y nwy tymheredd uchel cronedig mewn cypyrddau caeedig hyd yn oed achosi ffrwydrad trydanol.
3. Peryglon i Weithredu System
Colled a Methiant Mesur: Ar gyfer mesuryddion trydan math CT, mae'r cerrynt mewnbwn yn dod yn sero, sy'n golygu na allant fesur trydan. Mae hyn yn arwain at golli trydan â mesurydd a gallai achosi anghydfodau ynghylch setliadau masnach.
Gwreichion Foltedd Uchel Peryglus: Nid yn unig y mae'r rhain yn gweithredu fel ffynhonnell danio, ond gall y corbys electromagnetig dwys y maent yn eu cynhyrchu ymyrryd ag offer electronig cyfagos hefyd.
Casgliad
Mae cylched agored ar ochr eilaidd newidydd cerrynt (CT) yn sbarduno crynhoad treisgar o egni electromagnetig, a ryddheir yn y pen draw ar ffurf foltedd uchel, arcau cryf, a gorboethi - proses drychinebus gorfforol. Felly, ym mhob gwaith sy'n ymwneud â chylchedau CT, rhaid i "atal cylchedau agored" fod yn weithdrefn a ddilynir yn llym.
Ar yr un pryd, rhaid seilio ochr eilaidd y trawsnewidydd presennol sy'n gysylltiedig â'r mesurydd ynni. Mae hyn, ynghyd â "gwahardd cylchedau agored yn llym ar yr ochr uwchradd," yw'r ddwy reol ironclad craidd ar gyfer gweithredu a chynnal a chadw CT. Mae sylfaenu yn caniatáu i'r foltedd uchel gael ei ollwng yn gyflym i'r ddaear trwy'r wifren sylfaen, gan atal cynnydd sydyn mewn potensial ochr eilaidd a allai achosi difrod i offer neu ddamweiniau sioc drydan.