摘要：电流属于电气设备非常关键的数据，因为其大小不仅能够体现电气设备的负荷情况，而且相关人员还可依据电流的大小来调整设备的负荷，所以必须高度重视。因此，本文便对电流传感器在化工电气设备中的应用进行了深入的研究。
关键词：电流传感器；霍尔电流传感器；罗柯夫斯基电流传感器
一、传统电流传感器
传统电流传感器也就是电流互感器，用来测量电流的互感器，其主要由一个封闭式的铁心与缠绕在铁心上的初级线圈和次级线圈构成，测量原理及结构与小型的变压器一样，电流互感器的测量线路图详见图1。
图1电流互感器的测量原理图
（一）传统电流传感器的隔离作用
在供用电的线路当中，电流和电压的大小相差甚远，从几安至几万安的均有，所以为了方便二次仪表测量就必须将其转化成统一的电流，而且通常线路的电压会很大，要是直接测量会极其危险，此时就必须使用电流互感器来进行隔离，以确保测量的安全性和可靠性。一般大多数的显示仪表均是指针式的电流表，由此电流互感器的二次电流基本都是安培，而计算机所采集的信号大多是毫安。同时微型电流互感器的二次电流也是毫安，这主要是为了把互感器和采样之间相互连接。微型电流互感器也被叫做仪用电流互感器。
（二）传统电流传感器的用途
传统电流传感器按用途可分成两类，一类是测量用的电流互感器，另一类是保护用的电流互感器。1.测量用电流互感器。其主要是和测量仪表相互配合使用，在正常状态下用来测量电流、电压和功率的。在测量过程中会要求微型电流互感器的绝缘性良好、测量准确、能够保护测量仪表。2.保护用电流互感器。其主要是与继电装置相互配合使用，当线路出现短路过载现象时，就会向继电装置发出信号，进而切断异常电路，以保护好系统。但保护用微型电流互感器的工作条件和测量用互感器截然不同，保护用互感器是在比正常电流大几倍几十倍时，才进行工作。而在测量过程中会要求保护用互感器的绝缘性良好、具有充足准确的限值系数以及热稳定性与动稳定性。通常保护用电流互感器又包括三种类型，即过负荷保护电流互感器、差动保护电流互感器和接地保护电流互感器。
二、新型电流传感器
（一）霍尔电流传感器
通常霍尔电流传感器主要被用于变频调速装置、逆变装置、逆变焊机、变电站、数控机床以及微机监测系统当中。其运行原理为：电流先从一根较长的直导线上流过，以使导线的附近形成磁场，磁场大小会和导线上的电流大小成正比，对磁场可使用软磁材料进行聚集，然后运用霍尔器件展开测量，因为磁场的变化和霍尔器件输出电压信号存在一定的线形关系，所以可通过霍尔器件来测出所输出信号，能够直接体现出导线电流的大小。一般霍尔元件在磁场中感应输出电压，处理的方式有两种，即开环与闭环。
（二）光电电流传感器
光电电流传感器应用的原理为法拉第效应。此传感器技术具有如下的优点：1.绝缘性强。2.没有铁心，避免了磁饱和及铁磁谐振等情况发生。3.抗电磁干扰性强。4.测量精确度高。5.频率响应范围大。6.安全、可靠，不会出现易燃、易爆等情况。
7.体积小、重量轻。8.符合电力计量以及保护数字化、微机化与自动化的发展要求。9.先进且环保。
（三）罗柯夫斯基线圈
罗柯夫斯基线圈就是把导线均匀地缠在非铁磁性环形骨架上，一次母线位于线圈的中央，由此线圈和母线中间电位是隔离的。应用罗柯夫斯基线圈具有很多的优点，主要包括：1.有效避免了磁饱和及铁磁谐振情况。2.减少了电流互感器的重量和体积，更加便于数字化测量。3.成本低、效果佳。
三、电流传感器在化工电气设备中的应用
（一）电流互感器
对化工电气设备应用电流传感器具有很多好处。第一，调整电流互感器的变比能够有效增强测量的准确度。通过对电动机电流测量电路原理图的研究，能够清楚电流互感器阻抗是导致测量电流差异的主要因素，经过对电动机测量回路改造以后，可以发现电流显示值和实际测量值的差异明显缩小了。第二，采用钳形电流表可以准确监测设备的运行情况。因为设备一直属于运转状态，所以就会经常用到数字钳形电流表进行测量，其中传感器就属于一个具有开口铁芯的电流互感器，可用来当作为互感器一次侧载流导线穿过铁芯，二次电流经过整流之后接入数字处理、显示电路，这样就能够迅速读出电流数据。第三，把测量用互感器和微机综合保护器一同使用就能够测量高压设备电流。高压侧电流经过二次电流线圈传输到综合保护控制器采样电路，经处理后显示在液晶显示器上，也可采用综合保护控制器的总线或者通讯接口传输至计算机、远端通讯控制器中。第四，使用电流互感器和电流变换器能够有效调整主发酵运行参数。经过电流互感器和电流变换器的相互配合可以把电流互感器的信号使用电流变换器转化成标准信号，这样通过电脑便能够直接读出电流数据。一旦发现电流异常，就可以马上检查其它的指标如何，并采取有效地处理，以增强发酵罐的收率。
（二）霍尔电流传感器的应用
霍尔电流传感器主要被用于变频器中，以对交流电机展开调速，一般被大量应用在化工厂的风机和水泵当中，通过恒定流量和恒定压力进行控制，经过采样反馈形成闭环式的控制系统。通过变频器来控制电机能够有效的进行调速，并能够节省10%的电能，如果是负荷率小于75%的电动机，其能够节省30%的电能。在变频器当中，霍尔电流传感器主要就是用来保护价格昂贵以及功率较大的晶体管。
四、总结
通过上述内容我们可知电流传感器对化工电气设备来说非常的重要，不仅能够显示出电气设备的负荷大小，而且还能起到保护的作用，所以对电流传感器进行深入的研究是非常有必要的。同时还应不断地探究和开发更多的新型电流传感器，以保障电气测量的可靠性和安全性。
参考文献
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