浅谈对钳形电流表和钳形泄漏电流表的理解

浅谈对钳形电流表和钳形泄漏电流表的理解

(广州广电计量检测股份有限公司广州510627)

摘要:钳型表是常用到的电气仪表,是由电流互感器和电流表组合而成,可以在电路非断电的情况下,直接测量电路中的电流值。这种表携带、使用方便,读数直接清晰,特别在电力部门,用途十分广泛。为保证钳形表的量值准确有效,应定期送至有关部门开展计量工作。

关键词:钳形电流表钳形泄漏电流表漏电流测量范围测量接线方式计量校准

在日常开展钳型表的计量工作时发现,很多实验室误将钳形泄漏电流表当成是钳形电流表来进行校准,以JJF1075-2015《钳形电流表校准规范》作为参考文件出具校准证书,其实这样是不对的,因为JJF1075-2015《钳型电流表校准规范》“1范围”中已经明确指出“本规范适用于线路电压不超过650V,直流或交流频率为(45~400)Hz、电流(0.1~2000)A钳型电流表的校准,也适用于多功能钳型表电流功能的校准。不适用于钳型泄漏电流表的校准”。

之所以会出现使用错误的校准规范的情况,是因为钳形电流表和钳形泄漏电流从外观上是比较难分辨的,两者同样都是由铁芯夹钳和钳形表下部电路、显示屏、开钳扳手、功能旋钮、量程转换键等构成。实验室接触钳形电流表较多,主观上就将钳形泄漏电流表按照校准钳型电流表的方法来进行计量,一不小心,就超出了校准规范规定的适用范围。

为什么JJF1075-2015《钳形电流表校准规范》要明确指出不适用钳形泄漏电流表的校准?两者之间有什么区别?

1、测量范围不同

钳形电流表可以直接测量交、直流电流,其测量原理有互感器式、霍尔效应式以及磁平衡式,常用于测量交流电流的钳形电流表采用的是互感器式,磁平衡式和霍尔式钳形电流表则是由电磁系和霍尔电路组成,可用来测量导线中的交、直流电流。

当使用互感器式的钳形电流表(如图1)测量电流时,握紧钳形电流表的开钳扳手,电流表的夹钳钳口张开,将被测导线放置于钳口的几何中心位置,此时是电流互感器的一次绕组,松开开钳扳手,钳口闭合,依照电流互感器的原理,会在其二次绕组上产生感应电流,电流表测量该感应电流,得到导线电流数值。值得注意的是,互感器式的钳形电流表利用的是电流互感器的原理来测量导线上通过的电流,在测量时,夹钳铁心的闭合紧密程度、测量是否存在大量剩磁、导线放置的位置等因素,都会对测量的结果产生影响,特别是电流数值较小时,会引入较大的测量误差,使得测量结果有较大的不确定性。

电磁系钳形电流表由通电的导体在铁芯中产生磁场,磁化铁片,产生电磁力,指示被测电流大小。这个方法虽然与电流的方向无关,但却容易受到外界磁场的影响,同样,采用霍尔传感器的钳形电流表也有精度、线性度差,响应时间慢,温漂大的缺点,这些,在测量小电流时,均会引起较大的误差。所以,现阶段市面上常见的钳型电流表的准确度在2.5~5级之间,测量精度不算太高。

图1互感器式钳形电流表结构示意图

1——电流表;2——电流互感器;3——铁芯;4——开钳扳手;

5——二次绕组;6——电流导线;7——量程开关。

钳形泄漏电流表,顾名思义是测量线路上的漏电流,使用的场合多是配电箱或分支线路在不断电的情况下直接测量线路的漏电情况。在这样的测量环境,极易受到外界磁场的干扰,且线路中漏电流相对较小,常常为mA级,有时甚至只有μA级,在测量这么小的电流时,需要测量工具具有一定的稳定性和准确性,虽然钳形泄漏电流表和钳形电流表外观看起来相差无几,测量原理也有所相似,但为避免外界磁场对测量电流的影响,钳形泄漏电流表的夹钳结构采用的是多层屏蔽技术,感应铁芯也是使用抗电磁干扰较好的非金属磁性材料,来减少在测量时因外界的影响而造成的数据偏差,使得钳形泄漏电流表在测量小电流时有较高的准确性。

现阶段常见的钳形泄漏电流表的电流大多从0.001mA开始,而JJF1075-2015《钳形电流表校准规范》的适用范围为(0.1~2000)A,不能覆盖钳形泄漏电流表的测量范围。

2、测量接线方式不同

钳形电流表和钳形泄漏电流表在测量单相电流时,只需夹住导线,即可测量出电流值(如图2),流过接地线的接地电流或小电流可按这样的方式进行测量。当使用钳形泄漏电流表测量不平衡电路中的漏电流时,将钳形表的夹钳同时钳住线路中相线和零线(如图3)。如果线路中不存在漏电流,相、零线中电流相等,钳形泄漏电流表的读数为零,反之,则说明线路中有漏电流的存在,此时钳形泄漏电流表的读数就是漏电流的大小。

图2钳形表普通测量接线法

图3钳形泄漏电流表漏电流测量接线法

JJF1075-2015《钳形电流表校准规范》中提到了标准电流源法、标准表比较法、标准互感器法、标准电阻法,并没有涉及当线路处在不平衡状态时的校准方法和误差分析,作者认为,钳形泄漏电流具备在零、相线平衡与否情况下测量漏电流大小的功能,有的还有判断相序的功能,因此,在开展校准工作的过程中,还应对钳形泄漏电流表这些测量功能的准确与否进行判断。另外,JJF1075-2015《钳形电流表校准规范》中提到的标准互感器法、标准电阻法,在测量过程中会因标准器的稳定性或导线线阻过大等问题,造成数据的偏差,影响到小电流的测量。

3、结论

以上两点,都可能是JJF1075-2015《钳形电流表校准规范》不适用于开展钳型泄漏电流表校准的原因,所以,实验室在开展计量工作时,应将钳形电流表和钳型泄漏电流表区分开,根据两种不同类型的钳形表,合理选择对应的校准规范,持严谨的态度,实事求是,才能保证计量的数据能准确、可靠。

参考文献

[1]JJF1075-2015钳型电流表校准规范国家质量监督检验检疫总局发布

[2]JB/T9285-1999钳形电流表.

[3]付江楠,赵新明,姬更新.关于钳形泄漏电流表测量值受外磁场影响的探讨[J].校准与测试

[4]斌实钳形表的原理结构与使用技巧[J].测试技术

[5]王以元,张力测量电器漏电的新工具[J].维护与修理

[6]杨俊杰电气设备漏电保护相关问题探讨[J].电力电子

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