【導讀】經常有客戶谘詢致遠的功率分析儀有幾種電流測量方式？分流器、互感器、傳感器、羅氏線圈等是否都匹配
？測量時如何提高精度？本文和大家一起聊聊功率分析儀電流測量那些事兒。

電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)是(shi)電(dian)子(zi)測(ce)量(liang)的(de)基(ji)礎(chu)，傳(chuan)統(tong)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)數(shu)字(zi)萬(wan)用(yong)表(biao)通(tong)常(chang)適(shi)用(yong)於(yu)直(zhi)流(liu)或(huo)工(gong)頻(pin)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)
，鉗(qian)形(xing)電(dian)流(liu)表(biao)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)工(gong)頻(pin)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)。目(mu)前(qian)由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)大(da)功(gong)率(lv)的(de)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)設(she)備(bei)的(de)普(pu)及(ji)應(ying)用(yong)，需(xu)要(yao)對(dui)交(jiao)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)的(de)測(ce)量(liang)：觀測其波形，分析信號的諧波含量
，同時測量有效值、直流值、交流值等。PA係列功率分析儀就是一種能夠很好滿足這一需求的測試儀器。它是如何測量
、如何接線，又是如何實現大電流測量的呢
？大電流測量時精度如何提高呢？本文將一一為大家解答。

功率分析儀測電流

致zhi遠yuan功gong率lv分fen析xi儀yi電dian流liu測ce量liang有you直zhi接jie輸shu入ru和he外wai部bu傳chuan感gan器qi輸shu入ru兩liang種zhong端duan口kou，其qi中zhong直zhi接jie輸shu入ru通tong道dao，輸shu入ru為wei電dian流liu信xin號hao，通tong過guo內nei部bu分fen流liu器qi轉zhuan換huan為wei電dian壓ya信xin號hao進jin行xing測ce量liang

；傳感器輸入通道
，輸入為電壓信號，可連接電壓輸出型的傳感器
、互感器和外置分流器進行測量。

圖1 PA8000測量通道接口

功率分析儀擴展測電流

致遠PA功率分析儀直接輸入測電流有5A和50Agonglvdanyuankexuanze
，gengdadedianliuketongguoxuanzeheshidechuanganqihuohuganqibianhuandaogonglvdanyuandeliangchengfanweinei，duiyugonglvfenxiyizhixushezhixiangyingdebianhuanbili
，jisuanshangshurudaogonglvdanyuanshijidianyahuodianliuchengyiyigexishu
，zheduiyuruanjianjisuanshimeiyourenhekunnanhexianzhide。

當使用的傳感器/互感器輸出為電流信號時，接入到PA功率分析儀的電流直接輸入端口

，根據所用傳感器/互感器在PA功率分析儀上正確設置的“CT”比例係數
，如100A/5A，則CT=100A/5A=20。

當使用的電流傳感器/電流互感器輸出為電壓信號時，接入到PA功率分析儀的外部傳感器端口（BNC接口），根據所用傳感器/互感器正確設置PA的“傳感器比率”，單位為mV/A
，如電流鉗參數為1000A轉換為1V，則傳感器比率設為1mV/A。

功率分析儀擴展測電流可選傳感器/互感器/分流器/羅氏線圈

通常的電流傳感器/互感器是把大電流轉換為同頻同相的小電流以便於測量或實現隔離。根據不同的變換原理

，電流測量主要有兩種方法：一種是基於電磁學原理的，比如電流互感器、霍爾電流傳感器、羅氏線圈等；另一種是基於電學的主要理論歐姆定律的，比如分流器等。

1

、分流器

分fen流liu器qi又you可ke以yi叫jiao采cai樣yang電dian阻zu
，最zui基ji本ben的de歐ou姆mu定ding律lv，電dian流liu流liu過guo電dian阻zu產chan生sheng電dian壓ya

，可ke進jin行xing交jiao直zhi流liu測ce量liang。屬shu於yu非fei隔ge離li測ce量liang，一yi般ban是shi低di壓ya小xiao電dian流liu。如ru圖tu 2 致遠PATV-33，高精度外置分流器，將電流信號轉換為電壓信號，阻值在3.3Ω左右（每個實物對應實測值）
，最大允許輸入電流300mA。

圖2 致遠PATV-33 

分流器接入功率分析儀上，可以采用以下幾種方式，提高測量精度：

●   分流器盡量靠近PA功率分析儀的輸入端；

●   分流器與PA功率分析儀輸入端的連線使用同軸電纜（同軸電纜有很好的電場磁場屏蔽作用）；

●   有些設備在回路中已預留分流器，客戶使用傳感器輸入測量預留的分流器，也需盡可能縮短PA功率分析儀與分流器之間距離，減少未屏蔽的環路麵積。

圖3 縮短功率分析儀與分流器之間距離，減少未屏蔽的環路麵積

2、霍爾傳感器

基(ji)於(yu)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)的(de)電(dian)流(liu)鉗(qian)在(zai)鐵(tie)芯(xin)中(zhong)加(jia)工(gong)一(yi)個(ge)氣(qi)隙(xi)放(fang)置(zhi)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)。利(li)用(yong)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)測(ce)量(liang)氣(qi)隙(xi)中(zhong)的(de)磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)，根(gen)據(ju)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)不(bu)同(tong)，有(you)開(kai)環(huan)和(he)閉(bi)環(huan)兩(liang)種(zhong)類(lei)型(xing)。開(kai)環(huan)霍(huo)爾(er)型(xing)使(shi)用(yong)線(xian)性(xing)度(du)較(jiao)好(hao)的(de)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)，霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)正(zheng)比(bi)於(yu)被(bei)測(ce)電(dian)流(liu)。閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)型(xing)使(shi)用(yong)零(ling)磁(ci)通(tong)技(ji)術(shu)，鐵(tie)芯(xin)上(shang)有(you)補(bu)償(chang)線(xian)圈(quan)。開(kai)環(huan)和(he)閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)型(xing)電(dian)流(liu)鉗(qian)都(dou)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)直(zhi)流(liu)和(he)交(jiao)流(liu)

，霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)
，因(yin)此(ci)這(zhe)兩(liang)種(zhong)電(dian)流(liu)鉗(qian)都(dou)要(yao)供(gong)電(dian)，閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)需(xu)要(yao)驅(qu)動(dong)補(bu)償(chang)線(xian)圈(quan)耗(hao)電(dian)更(geng)大(da)。這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)非(fei)常(chang)昂(ang)貴(gui)並(bing)且(qie)很(hen)脆(cui)弱(ruo)。因(yin)為(wei)高(gao)精(jing)度(du)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)目(mu)前(qian)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)磁(ci)通(tong)門(men)技(ji)術(shu)，該(gai)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)必(bi)須(xu)保(bao)證(zheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)處(chu)於(yu)供(gong)電(dian)正(zheng)常(chang)狀(zhuang)態(tai)下(xia)，啟(qi)動(dong)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)
，若(ruo)上(shang)電(dian)、diaodianhegongdianshunxuchucuo
，huidaozhichuanganqiceliangbuzhun
，shenzhisunhuai，suoyixiangbijiaochuanganqigongdian，beicedianliuyaozunxunchidaozaotuiyuanze
，fouzehuizaochengchuanganqisunhuai。

圖4 傳感器/被測電路上電/掉電時序圖

圖5 致遠ZCS200

霍爾傳感器，接入功率分析儀上，可以采用以下幾種方式，提高測量精度：

●   使用雙絞線、屏蔽電纜或同軸電纜連接傳感器和測量儀器
；

●   避免靠近強磁場；

●   除被測電流外避免靠近大電流電纜；

●   使用低噪聲電源給傳感器供電；

●   傳感器安裝需符合規範要求
，承載被測電流的導體盡量垂直穿過傳感器通孔中心
，電纜(或其它載流導體)最好充滿孔徑
，見圖 6所示序號③、④、⑤所示。

圖6 傳感器安裝對比

3
、互感器

電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)類(lei)似(si)於(yu)一(yi)個(ge)初(chu)級(ji)匝(za)數(shu)很(hen)少(shao)，次(ci)級(ji)匝(za)數(shu)較(jiao)多(duo)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)依(yi)據(ju)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)原(yuan)理(li)
，隻(zhi)能(neng)測(ce)試(shi)交(jiao)流(liu)。它(ta)是(shi)不(bu)能(neng)測(ce)量(liang)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)的(de)
，通(tong)常(chang)設(she)計(ji)為(wei)工(gong)頻(pin)測(ce)量(liang)
，準(zhun)確(que)度(du)為(wei)工(gong)頻(pin)下(xia)的(de)參(can)數(shu)，帶(dai)寬(kuan)較(jiao)窄(zhai)
，不(bu)適(shi)合(he)用(yong)於(yu)諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi)和(he)非(fei)正(zheng)弦(xian)測(ce)量(liang)。使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)定(ding)注(zhu)意(yi)不(bu)能(neng)將(jiang)次(ci)級(ji)開(kai)路(lu)，否(fou)則(ze)將(jiang)會(hui)產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)危(wei)及(ji)人(ren)身(shen)和(he)設(she)備(bei)安(an)全(quan)。

圖7 法國CA116

互感器，接入功率分析儀上，可以采用以下幾種方式，提高測量精度：

●   使用同軸電纜連接互感器和測量儀器；

●   互感器避免靠近強交變磁場；

●   除被測電流外應避免靠近大電流電纜；

●   承載被測電流的導體盡量位於互感器通孔位置。

4
、羅氏線圈

羅氏線圈也叫測量線圈

、weifendianliuchuanganqi，shiyigejunyunchanraozaifeitiecixingcailiaoshangdehuanxingxianquan，zhinengceshijiaoliu，bunengceshizhiliu，youyujiaoliuceshi，yinshuchudeshiweifenxinhao，PA功率分析儀本身無內置積分器，所以通常不能直接運用在PA上，但帶積分器的可以用在PA上
，如致遠CTS6000，見圖 8。

圖8 致遠CTS6000

羅氏線圈，接入功率分析儀上
，可以采用以下兩種方式，提高測量精度：

●   互感器避免靠近強交變磁場；

●   承載被測電流的導體盡量位於傳感器通孔中心。

總結

當被測電流超出功率分析儀量程範圍時，可通過外接傳感器/互感器/分流器/羅氏線圈擴展測電流，四種測量方法各有千秋，見表 1所suo示shi。在zai實shi際ji選xuan型xing中zhong
，可ke以yi根gen據ju不bu同tong應ying用yong場chang合he，選xuan擇ze合he適shi的de測ce量liang方fang式shi。一yi般ban情qing況kuang下xia使shi用yong電dian流liu直zhi接jie輸shu入ru測ce量liang效xiao果guo較jiao好hao，當dang被bei測ce回hui路lu中zhong存cun在zai較jiao高gao共gong模mo幹gan擾rao
，又you不bu存cun在zai低di共gong模mo電dian壓ya接jie入ru點dian時shi


，為wei了le避bi免mian幹gan擾rao，使shi用yong互hu感gan器qi或huo傳chuan感gan器qi效xiao果guo較jiao好hao，當dang必bi須xu要yao用yong傳chuan感gan器qi或huo互hu感gan器qi時shi，高gao精jing度du電dian流liu輸shu出chu型xing傳chuan感gan器qi比bi互hu感gan器qi、羅氏線圈效果好。

表1 四種電流檢測方式對比

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