问:设备常出现333mV接口,333mV信号有哪些?

答:333mV是标准电流互感器输出接口,常出现在电表和工控产品的接口参数表中。传统带磁芯的CT和罗氏线圈都可以输出333mV,但它们之间的区别非常大。CT输出333mV是在其输出端接入采样电阻,将感应的电流信号转换为电压信号而得。罗氏线圈有三种方式输出333mV:1.罗氏线圈直接感应输出333mV;2.通过积分器之后输出333mV;3.通过积分器先转换出电流信号,再接采样电阻得到333mV电压信号。

问:这四种类型的333mV信号,如何选择?

答:4种类型的333mV之间的区别见下表:

特性

传统磁芯CT+采样电阻

罗氏线圈直出

罗氏线圈+电压输出型积分器

罗氏线圈+电流输出型积分器+采样电阻

工作原理

电磁感应。基于铁芯或磁芯。

电磁感应。但为空心线圈,没有磁饱和问题

罗氏线圈信号基础上加工

罗氏线圈信号基础上加工

与被测电流关系

正比

微分关系,与被测电流大小和频率成正比

正比

正比

相位关系

一致

相位差90°

一致

一致

处理电路

不需要

必须经过积分处理,将线圈输出的微分信号还原为与原始电流成正比的信号。可以是数字积分或者模拟积分。

不需要

不需要

额外供电

不需要

不需要

需要

需要

接口属性

单端/差分

单端/差分

单端

单端/差分

关键优势

1.可直接测量,使用简单。 

2.在工频附近测量高,技术成熟。

3.中小电流成本低

1. 无磁饱和,可测量非常大的电流和复杂波形。

2. 带宽极宽,可从几Hz到数MHz,适合高频和谐波测量。

3. 体积小、重量轻、柔性,安装方便



主要局限

1.会饱和,过流或直流分量会导致测量失真,甚至损坏。

2.带宽低、主要用于工频及其较低次谐波。

3.体积大、重量重,特别是大电流互感器。

4.铁芯有磁滞损耗。

1.必须依赖高性能积分器。

2.工艺复杂

3.测小电流准确度不高

4.导体在圈中的位置会导致误差

带积分器,弥补罗氏线圈的不足

带积分器,弥补罗氏线圈的不足

详细释义:

一、传统CT+采样电阻
这种互感器通常是小电流互感器,通过精密的匝数比和电阻值设计,使得在额定电流下,这个电压降恰好为 333mV(或其他标准值,如100mV, 1V)。这个信号忠实地复现了电流的波形和相位,可以直接送给电表、PLC、示波器或数据采集卡等。

关键点:它的333mV输出代表的是电流的瞬时值。

二、罗氏线圈直出
罗氏线圈本身是一个均匀缠绕在非磁性骨架上的空心线圈。根据法拉第定律,其两端感应的电动势为:e(t) = M * di(t)/dt。其输出是被测电流的微分,反应的是电流的变化量,并不能反应电流的真实情况。
关键点:未经积分的原始信号是一个与电流微分成正比的信号,反应的是电流的变化量,不是瞬时值。采集后端必须加入积分环节。

特别注意:有的电表内部有积分处理,会明确说明可以接罗氏线圈。

三、罗氏线圈+电压型积分器
如上所说,罗氏线圈输出信号之后,再经过积分,由积分器校准输出333mV。该信号和CT输出一样,是电流的瞬时值。但通常是单端电压信号,即其中一端接地,后端接口电路也必须有一端为接地,不然会因为共模电流产生漂移。因此,一般的差分接口型接口的设备,比如常规电表,必须要将负极接地。
关键点:输出代表的是电流的瞬时值,但接口必须是单端输入,即负极接地。积分器需要供电。
特别注意:传统的电表都是差分输入的,必须在内部把负极短接到地,才能接此信号。此外大部分采集系统都是单端接口,可以直接用。

四、罗氏线圈+电流型积分器+采样电阻
这种方式模拟CT的工作模式,积分器经过积分和转换,输出和CT一样的电流信号,然后接采样电阻,得到333mV。它是电流的瞬时值。这种模式主要是用于电表,实现将罗氏线圈无缝对接传统电表。但成本会比以上三种贵一些。
另外,积分器输出的电流一般为40mA,可直接接入40mA输入型电表。
关键点:输出代表的是电流的瞬时值,和CT信号是一样,可无缝对接到电表。积分器同样需要供电。
特别注意:因为存在工模电流,供电回路需和系统同源。具体操作,请联系我们。