1.電流傳感器的使用

本文介紹在功率分析儀上如何使用電壓型和電流型電流傳感器。

1.1.1概述

電壓輸出型電流傳感器的使用包括傳感器和功率分析儀的連接，功率分析儀的設(shè)置。

1.1.2電壓輸出型電流傳感器的連接

這里以電壓輸出型鉗式電流傳感器為例說(shuō)明。將鉗式傳感器的鉗夾夾住被測(cè)電流所在回路；另一端通過(guò)連接電纜、BNC連接器連接到功率輸入單元的外部電流傳感器端子，如圖1.1所示。

圖1.1電壓輸出型鉗式電流傳感器連接功率輸入單元

     補(bǔ)充閱讀：鉗式電流傳感器的鐵心在捏緊扳手時(shí)張開，被測(cè)電流所通過(guò)的導(dǎo)線不必切斷而直接穿過(guò)鐵心張開的缺口；當(dāng)放開扳手后，鐵心閉合，被測(cè)電路導(dǎo)線成為電流傳感器的一次線圈，導(dǎo)線中的電流變換為固定函數(shù)關(guān)系的磁場(chǎng)信號(hào)，再將磁場(chǎng)信號(hào)變換為成函數(shù)關(guān)系的電壓信號(hào)，從而測(cè)出電流。

1.1.3功率分析儀的設(shè)置

連接傳感器后，須在功率分析儀選擇連接傳感器的輸入單元、開啟傳感器、設(shè)置傳感器比率、測(cè)量量程。本小節(jié)的操作描述適用于所有類型的電壓輸出型電流傳感器。

1.以致遠(yuǎn)PA8000/PA5000型功率分析儀的設(shè)置舉例說(shuō)明
（1）選擇輸入單元
首先選定須配置傳感器的輸入單元。點(diǎn)擊按鍵“Element”鍵，可輪選安裝板卡的功率單元，用戶可選擇需要配置的輸入單元，選中的輸入單元會(huì)在菜單上方高亮顯示，如圖1.2所示。用戶按照這個(gè)操作步驟，選中需要配置傳感器的輸入單元。

圖1.2選擇須配置外部電流傳感器的輸入單元

（2）開啟外部電流傳感器

選中輸入單元后，還須開啟外部電流傳感器功能。
首先選中須配置傳感器的輸入單元，再于PA8000/PA5000型功率分析儀前面板單擊Extsensor鍵，執(zhí)行“Ext Sensor”功能，開啟該輸入單元的外部電流傳感器，如圖1.2所示。

（3）傳感器比率設(shè)置
開啟電壓輸出型傳感器后還須設(shè)置傳感器比率，以確定傳感器測(cè)量結(jié)果的換算關(guān)系。方法有三：

比率設(shè)置方法一

按下前面板的Shift+Extsensor按鍵或雙擊Extsensor按鍵，執(zhí)行“Sensor Ratio“功能，在彈出的比率系數(shù)菜單配置傳感器比率，如圖1.3所示（例如，使用電流 1A 換算輸出10mV的電壓輸出電流傳感器測(cè)量zui大100A的電流時(shí)，產(chǎn)生的zui大電壓為10mV/A×100A = 1V）。

圖1.3傳感器比率設(shè)置方法一（PA8000/5000型）

比率設(shè)置方法二

按下顯示界面中的“縮放按鈕”，在彈出的比率菜單“配置傳感器比率”，如圖1.4。

圖1.4傳感器比率設(shè)置方法二

比率設(shè)置方法三

按下顯示界面中的“常用設(shè)置按鈕”，選擇“傳感器比率”，在彈出的比率菜單配置傳感器比例系數(shù)，如圖1.5。

圖1.5 傳感器比率設(shè)置方法三

       用戶可按傳感器上標(biāo)注的傳感器比率，在圖1.3、圖1.4、圖1.5所示傳感器比率設(shè)置對(duì)話框完成設(shè)置。例如，對(duì)圖1.6所示的電壓輸出型電流傳感器，可依其標(biāo)注圖1.3、圖1.4、圖1.5所示對(duì)話框設(shè)置為1mV/A。

圖1.6鉗式電流傳感器實(shí)物

（4）選擇量程
接下來(lái)用戶需要通過(guò)圖1.7所示的電流量程調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)設(shè)定電流量程（雖然外部電流傳感器輸出電壓信號(hào)，仍須通過(guò)電流量程調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)設(shè)定）：
若選擇固定量程，則順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕增加量程，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕減小量程；
若按下旋鈕則開啟自動(dòng)量程，此時(shí) Auto 指示燈點(diǎn)亮；
重復(fù)以上步驟，為其它輸入單元設(shè)定外部電流傳感器量程。

1.2電流輸出型電流傳感器的使用

電流輸出型電流傳感器的使用包括傳感器和功率分析儀的連接，功率分析儀的設(shè)置。

1.2.1電流輸出型電流傳感器的連接

1.概述 下面以LEM公司的IT 1000-S/SP1、TP1001 LEM傳感器電源套件、PA8000/PA5000型功率分析儀為例，說(shuō)明電流輸出型電流傳感器和PA功率分析儀的連接。
2.IT 1000-S/SP1、TP1001 LEM傳感器電源套件
IT 1000-S/SP1交直流傳感器
LEM公司的電流輸出型傳感器IT 1000-S/SP1，其技術(shù)參數(shù)如下所述：
電流：直流：0-1000A，交流：707Arms；
精度：±(0.05% of rdg + 30μA)；
測(cè)量帶寬：DC-500KHz。

TP1001 LEM傳感器電源套件 
LEM傳感器電源套件由廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司研發(fā)，具有接口簡(jiǎn)單、使用方便、耐插拔等特點(diǎn)，如圖1.12所示。用戶若需要可廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司購(gòu)買。

圖1.8電流輸出型電流傳感器連接功率輸入單元

對(duì)圖1.12標(biāo)注（1）~（5）處分別說(shuō)明如下：
（1）開關(guān)電源。用于為L(zhǎng)EM傳感器供電，輸入電壓100-240V，輸出電壓±15V。
（2）黑色香蕉插座。連接功率輸入單元電流輸入插孔負(fù)端。
（3）DB9插頭。用于連接LEM傳感器上的DB9插座，為L(zhǎng)EM傳感器供電并引出LEM傳感器的輸出電流。
（4）紅色香蕉插座。連接功率輸入單元電流輸入插孔正端。
電源插頭。用于為開關(guān)電源供電。

3.連接說(shuō)明
（1）PA8000/5000功率分析儀的連接
將IT1000-S/SP1傳感器通過(guò)TP1001套件、轉(zhuǎn)換插頭連接到PA8000/5000型功率分析儀的功率輸入單元，連線示意圖見圖1.13。
注：轉(zhuǎn)換插頭規(guī)格是4mm母頭轉(zhuǎn)4mm母頭,紅色,CF-735720和4mm母頭轉(zhuǎn)4mm母頭,黑色,CF-735720。

圖1.9IT1000-S/SP1傳感器連接說(shuō)明

注：該減徑端子是由一個(gè)帶鎖緊系統(tǒng)的φ6mm插頭和一個(gè)φ4mm安全型插座組成。

1.2.2功率分析儀的設(shè)置

1.概述
本節(jié)介紹電流輸出型電流傳感器在PA8000/5000型功率分析儀的設(shè)置，相關(guān)設(shè)置流程如下：
（1）選擇須配置傳感器的輸入單元。
（2）開啟傳感器。
（3）設(shè)置CT比（CT：Current Transformer。CT比即電流轉(zhuǎn)換比例）。
（4）設(shè)置量程。
本節(jié)的操作描述適用于所有類型的電流輸出型電流傳感器。

2.選擇輸入單元
首先用戶選擇須配置傳感器的輸入單元，選中的輸入單元會(huì)高亮，點(diǎn)擊按鍵“Element”鍵，輪選安裝板卡的功率單元，可根據(jù)設(shè)置需要選擇功能單元或接線組，相關(guān)操作如圖1.10圖1.11所示。下文以輸入單功率單元為例。

圖1.10 選擇輸入單元

圖1.11 選擇接線組（單元1/2/3）

3.開啟傳感器
（1）關(guān)閉外部電壓輸出型電流傳感器
接下來(lái)，需要開啟電流輸出型電流傳感器；但在這之前，如果選中的輸入單元開啟了外部電壓輸出型電流傳感器，必須關(guān)閉。下文介紹關(guān)閉外部電壓輸出型電流傳感器的操作步驟。 于PA8000/5000型功率分析儀前面板點(diǎn)擊Element鍵，輪查各單元/接線組的“Extsensor”鍵未被點(diǎn)亮，如圖1.12所示。

圖1.12關(guān)閉外部電流傳感器

（2）開啟電流輸出型電流傳感器
完成輸入單元選擇，關(guān)閉所有輸入單元后，按下界面顯示的縮放按鍵，顯示“比例系數(shù)”軟鍵，顯示CT比設(shè)置對(duì)話框，如圖1.13所示。

圖1.13PT/CT比設(shè)置對(duì)話框

在圖1.13所示對(duì)話框，可選擇“縮放”的“開”或“關(guān)”：選擇“開”則開啟電流輸出型傳感器，并使CT比設(shè)置生效，此時(shí)功率分析儀將電流傳感器輸出的電流I、功率(P、S、Q)、電流的zui大值和zui小值(I+pk和I-pk)等乘以CT比，換算后再作為測(cè)量結(jié)果輸出。
選擇“關(guān)”，則關(guān)閉電流輸出型傳感器，CT比設(shè)置無(wú)效，此時(shí)功率分析儀直接顯示電流輸出型電流傳感器的輸出值。

4.CT比設(shè)置

用戶開啟傳感器后須設(shè)置CT比，以確定傳感器測(cè)量結(jié)果的換算關(guān)系。例如，使用電流1A換算輸出1000A的電流輸出型電流傳感器測(cè)量zui大100A的電流時(shí)，產(chǎn)生的zui大輸出電流為 1A/1000A×100A = 0.1A。按下界面顯示的“縮放”按鍵，用戶可根據(jù)當(dāng)前使用電流輸出型電流傳感器上標(biāo)注的CT變比，在圖1.14所示縮放菜單編輯CT變比值。如果只使用一個(gè)電流輸出型電流傳感器，則CT變比設(shè)置值可設(shè)置為傳感器的CT變比參數(shù)值；如果使用兩個(gè)電流輸出型電流傳感器級(jí)聯(lián)，則CT變比設(shè)置值需要考慮兩個(gè)電流傳感器的CT變比參數(shù)值。

下文以兩個(gè)電流互感器級(jí)聯(lián)成一個(gè)電流互感器，再連接到PA功率分析儀的例子說(shuō)明：
將*個(gè)互感器（即互感器1）的二次側(cè)接第二個(gè)互感器（即互感器2）的一次側(cè)，則組成一個(gè)新的級(jí)聯(lián)電流互感器；此時(shí)，級(jí)聯(lián)電流互感器的一次側(cè)為互感器1的一次側(cè)，二次側(cè)為互感器2的二次側(cè)。新的級(jí)聯(lián)電流互感器連接到功率分析儀的輸入單元；此時(shí)，功率分析儀的CT比設(shè)置值，可按如下公式配置。

功率分析儀CT比設(shè)置值＝互感器1的CT比參數(shù)值×互感器2的CT比參數(shù)值
例如，互感器1的CT比為10000A：10A，互感器2的CT比為10A：100mA，則功率分析儀對(duì)應(yīng)輸入單元的CT比設(shè)置值為：10000/10 × （10 / 0.1）＝100000，這也是級(jí)聯(lián)互感器的CT比。

注：PA8000/5000型功率分析儀的CT比設(shè)置范圍為0.0001~99999.9999；當(dāng)比例功能關(guān)閉時(shí)，所有PT、CT系數(shù)均顯示為1.0000。

圖1.14CT比例設(shè)置

5.選擇量程
zui后，用戶通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電流量程調(diào)節(jié)旋鈕完成電流量程選擇，電流量程調(diào)節(jié)旋鈕的位置如圖1.7所示。注意輸入功率分析儀的電流不可超過(guò)量程。

1.3特殊級(jí)聯(lián)組合電壓輸出型

1.3.1概述
高精度外置分流器PATV33（是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，阻值在3.3Ω左右（每個(gè)實(shí)物對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)值），zui大允許輸入電流300mA）級(jí)聯(lián)電流輸出型互感器級(jí)聯(lián)成電壓輸出型和功率分析儀的連接，功率分析儀的設(shè)置。

1.3.2連接說(shuō)明
下面以LEM公司的IT 1000-S/SP1、TP1001 LEM傳感器電源套件、致遠(yuǎn)電子PATV33外置分流器、PA8000/PA5000型功率分析儀為例，說(shuō)明電流輸出型電流傳感器和PA功率分析儀的連接。

圖1.15PATV33級(jí)聯(lián)LEM傳感器連接功率分析儀

      1.3.3PA功率分析儀的設(shè)置 連接傳感器和PATV33后，須在功率分析儀選擇連接傳感器的輸入單元、開啟傳感器、設(shè)置傳感器比率、測(cè)量量程。其中傳感器輸入單元、開啟傳感器、傳感器比率的設(shè)置、測(cè)量量程和電壓輸出型電流傳感器一樣，但變比需作推導(dǎo)。等效簡(jiǎn)易連接圖如圖1.16。

圖1.16 簡(jiǎn)易連接圖

結(jié)合圖1.16及比例設(shè)置單位mV/A，可推導(dǎo)出傳感器比率設(shè)置=mV/A，公式推導(dǎo)如下，其中U單位V，I單位A。
傳感器變比 K=I1/I2；
PATV33輸出電壓 U=RI2；
所以輸出變比U/I1=mV/A