专题十三 仪用互感器测量电流和电压（教案）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题十三 仪用互感器测量电流和电压（教案）-《电气测量技术》（第2版） 高教社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够准确阐述仪用互感器的定义、用途，清晰说出电流互感器和电压互感器的外形特征、主要参数，包括额定一次电压 / 电流、额定二次电压 / 电流、变比、准确级等内容。 2.深入理解电流互感器和电压互感器的内部结构组成，熟练掌握二者基于电磁感应原理的工作过程，明确一次绕组和二次绕组在工作中的作用与关系。 3.全面了解使用仪用互感器测量电流、电压的基本原理和方法，熟悉仪用互感器维护与保养的关键要点和常见操作。 二、知识点梳理 一、识--认识仪用互感器 1.仪用互感器的外形 仪用互感器的外形如图 2-4-2 所示。 2.仪用互感器的参数 (1)电流互感器的铭牌与参数(如图2-4-3所示)。 电流互感器的主要参数有额定电流变比、准确度等级、额定容量、额定电压、极性标志等,选用电流互感器时,主要选择它的额定电流及额定电压,电流互感器的主要参数见表 2-4-1。 （2)电压互感器的参数 电压互感器主要参数有绕组的额定电压、额定电压变比、准确度等级、极性标志等,见表 2-4-3。 电压互感器的型号由3或4个拼音字母及数字组成。通常它表示电压互感器的相数、绝缘介质、结构特征等。字母后面的数字表示电压等级(单位为 kV),字母含义见表 2-4-4。 3.仪用互感器的用途 (1)扩大交流仪表的量程:可利用仪用互感器按比例地把大电流、高电压变换成小电流、低电压,再用低量程的仪表进行测量,就相当于扩大了交流仪表的量程。(2)测量高压时保证工作人员和仪表的安全。在测量高压电路时,不但降低了对仪表的绝缘要求,而且可以保证工作人员和仪表的安全。 (3)有利于仪表生产的标准化,降低生产成本。仪用互感器二次侧的额定电压和额定电流统一规定为100V和5A,只要最大量程为100V的电压表和5A的电流表,再配用不同变比的仪用互感器,就能满足测量各种高电压和大电流的要求。 二、探--探究仪用互感器的工作原理 1.电流互感器的内部结构与工作原理 电流互感器的图形符号如图 2-4-4所示,实际上就是一个降流变压器,能把一次侧的大电流变换成二次侧的小电流。使用时,将一次侧与被测电路串联,二次侧与电流表串联,如图 2-4-5 所示,由于电流表的内阻一般很小,所以电流互感器在正常工作状态时,接近于变压器的短路状态。 2.电压互感器的内部结构及工作原理 电压互感器实际上就是一个降压变压器,其图形符号与接线图分别如图 2-4-6和图 2-4-7所示。电压互感器能将一次侧的高电压变换成二次侧的低电压,因此其一次侧绕组的匝数远多于二次侧匝数。使用时,将一次侧与被测电路并联,二次侧与电压表并联。由于二次侧的额定电压一般为 100V,故不同电压变比的电压互感器,其一次侧的匝数是不同的。 三、做--使用仪用互感器测量电流、电压 1.使用电流互感器测量电流 使用电流互感器测量电流的方法 选表 实际选择电流互感器时,通常遵循三条原则①根据被测电流的大小选择电流互感器的额定电流变比,也就是要使电流互感器的一次侧额定电流大于被测电流; ②与电流互感器配套使用的交流电流表应选5A的量程,右图所示为与K-=400/5 的电流互感器配合使用的电流表; ③测量仪表所消耗的功率不要超过电流互感器的额定容量。 接线 将电流互感器的一次侧与被测电路串联,次侧与电流表串联。对功率表、电能表等转动力矩与电流方向有关的仪表,当其与电流互感器配合使用时,还要确保电流互感器的极性正确,极性接反会导致仪表指针反转。电流互感器一次侧的L1和二次侧的K1是同名端，L2和 K2 是同名端。 2.使用电压互感器测量电压 使用电压互感器测量电压的方法 选表 实际选择电压互感器时,通常遵循个原则: ①根据被测电压的高低选择电压互感器的额定电压变比,也就是使所选用的电压互感器一次绕组的额定电压大于被测电压; ②与电压互感器配套使用的测量仪表一般应选100V的交流电压表: ③测量仪表所消耗的功率不要超过电压互感器的额定容量,否则将使互感器的误差加大。 接线 将电压互感器的一次侧与被测电路并联,二次侧与电压表(或仪表的电压线圈 )并联。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)关于仪用互感器外形特点，以下说法错误的是（ ） A. 电流互感器外形通常较为细长，以适应穿心式设计 B. 电压互感器一般呈方形或圆形，外壳有明显的接线端子 C. 仪用互感器外壳材质只能是金属 D. 部分互感器会带有铭牌标注参数 答案：C 解析：仪用互感器外壳材质可以是金属，也可以是绝缘性能良好的塑料等非金属材料，以满足不同的使用环境和绝缘要求。A、B、D 选项描述均符合仪用互感器外形特点。 2.(2021年山东省统一考试)仪用互感器的参数不包含（ ） A. 变比 B. 额定容量 C. 绝缘电阻 D. 转速 答案：D 解析：仪用互感器的重要参数有变比（用于电流或电压转换比例）、额定容量（保证精度的负载容量）、绝缘电阻（衡量绝缘性能）等，而转速是描述旋转设备的参数，与仪用互感器无关。 3.(2021年四川省统一考试)选择电流互感器时，不需要考虑的因素是（ ） A. 一次侧额定电流 B. 二次侧额定电流 C. 互感器的颜色 D. 准确度等级 答案：C 解析：选择电流互感器时，要根据实际电路的一次侧额定电流、常用的二次侧额定电流（一般为 5A 或 1A）以及对测量精度要求的准确度等级来确定，互感器颜色不影响其性能和使用，无需考虑。 4.(2020年山东省统一考试)仪用互感器的主要用途不包括（ ） A. 扩大仪表量程 B. 隔离高压电路 C. 增加电路功率 D. 为继电保护装置提供信号 答案：C 解析：仪用互感器通过变比可扩大仪表量程，将高电压、大电流转换为低电压、小电流；同时能隔离高压电路，保障人员和设备安全；还可为继电保护装置提供信号。但它不能增加电路功率，电路功率由电源和负载决定。 5.(2019年湖北省统一考试)电流互感器的内部结构中，不包含以下哪个部件？（ ） A. 一次绕组 B. 二次绕组 C. 电刷 D. 铁芯 答案：C 解析：电流互感器主要由一次绕组、二次绕组和铁芯构成，通过电磁感应原理工作。电刷常用于电机等设备的滑动接触导电，电流互感器中没有电刷。 四、限时练讲 1.电流互感器的工作原理基于（ ） A. 电磁感应现象 B. 热效应 C. 光电效应 D. 化学效应 答案：A 解析：电流互感器利用电磁感应原理，当一次绕组中有电流通过时，在铁芯中产生交变磁通，使二次绕组感应出相应的电流。热效应、光电效应、化学效应与电流互感器工作原理无关。 2.电压互感器的内部结构特点是（ ） A. 一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 B. 一次绕组匝数多，二次绕组匝数少 C. 一次绕组和二次绕组匝数相同 D. 不存在绕组结构 答案：B 解析：电压互感器要将高电压转换为低电压，根据电磁感应原理，一次绕组匝数多（接高压侧），二次绕组匝数少（输出低压） 。 3.电压互感器的工作原理与下列哪种设备相似？（ ） A. 变压器 B. 电动机 C. 电容器 D. 电阻器 答案：A 解析：电压互感器和变压器工作原理相同，都是基于电磁感应，通过绕组匝数比实现电压变换；电动机是将电能转换为机械能；电容器用于存储电荷；电阻器用于限制电流，它们工作原理与电压互感器不同。 4.使用电流互感器测量电流时，二次侧（ ） A. 可以开路运行 B. 必须短路运行 C. 绝对不允许开路运行 D. 可以接任意负载 答案：C 解析：电流互感器二次侧开路时，会在二次绕组两端产生很高的感应电压，可能损坏设备和危及人员安全，所以绝对不允许开路运行；二次侧应接合适的负载，不能随意短路或接任意负载。 5.使用电压互感器测量电压时，二次侧（ ） A. 可以短路运行 B. 不允许短路运行 C. 必须开路运行 D. 没有特殊要求 答案：B 解析：电压互感器二次侧短路会导致二次电流过大，可能烧毁互感器，所以不允许短路运行；二次侧应接合适的负载，既不是开路也不是无特殊要求。 6.当用仪用互感器测量高压电路的电流和电压时，能保障操作人员安全的主要原因是（ ） A. 互感器体积小 B. 互感器的隔离作用 C. 互感器精度高 D. 互感器价格便宜 答案：B 解析：仪用互感器能将高压电路与测量仪表、操作人员进行电气隔离，使测量回路处于低压状态，从而保障操作人员安全，与互感器体积、精度、价格无关。 7.仪用互感器维护保养时，不需要检查的项目是（ ） A. 外观有无破损 B. 接线端子是否松动 C. 设备的生产日期 D. 绝缘性能是否良好 答案：C 解析：维护保养仪用互感器时，需要检查外观破损情况防止内部元件受损；检查接线端子松动避免接触不良；检测绝缘性能保障设备安全运行。设备生产日期不影响其当前性能和使用，无需检查。 8.发现电流互感器二次侧接线端子发热，可能的原因是（ ） A. 二次侧负载过小 B. 二次侧开路 C. 接线端子接触不良 D. 一次侧电流过小 答案：C 解析：接线端子接触不良会导致接触电阻增大，根据焦耳定律，电阻大则发热多；二次侧负载过小不会直接导致端子发热；二次侧开路会产生高电压而非发热；一次侧电流过小也不会使二次侧接线端子发热。 9.简述电流互感器的内部结构​ 答案：电流互感器主要由一次绕组、二次绕组、铁芯、绝缘材料和外壳组成。一次绕组串联在被测电路中，二次绕组与测量仪表或保护装置连接，铁芯为磁路提供通路，绝缘材料保证各部件之间的电气绝缘，外壳起到保护和防护作用。​ 10.电流互感器的工作原理是什么？​ 答案：电流互感器基于电磁感应原理工作。当一次绕组中有电流通过时，在铁芯中产生交变磁通，该磁通同时穿过二次绕组，根据电磁感应定律，在二次绕组中感应出电动势，从而产生二次电流。二次电流与一次电流之比近似等于一次绕组匝数与二次绕组匝数的反比。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.外形特征：电流互感器外形多为圆柱形或方形，外壳由绝缘材料制成（如环氧树脂、瓷质等），有一次和二次绕组接线端子，部分带金属屏蔽罩；电压互感器外形同样多样，注重绝缘设计以承受高电压。 2.主要参数：包括额定一次电压 / 电流、额定二次电压 / 电流、变比、额定容量、准确级、励磁特性、绝缘水平等，这些参数是选择和使用互感器的重要依据。 3.电流互感器选择：额定电压不低于安装处电网额定电压；额定一次电流大于被测电路最大长期工作电流；准确级满足测量或保护精度要求；额定容量大于二次侧负载总容量。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$