交流電流變送器是用于把交流電流轉(zhuǎn)換成4-20mA直流信號的一種模擬轉(zhuǎn)換器，也是一種具有計(jì)量性質(zhì)的儀表。在現(xiàn)代DCS系統(tǒng)中，通常要求輸入信號都采用4-20mA模擬信號作為標(biāo)準(zhǔn)輸入信號，因此，信號變送器作為重要信號轉(zhuǎn)換儀表而廣泛采用。特別是作為反映負(fù)載大小的交流電流變送器，更是在DCS系統(tǒng)中大量采用。
目前，國外和國內(nèi)大量采用的電流變送器，通常額定輸入值為AC0-5A或AC0-1A，主要是為了和電流互感器配套。輸出通常為4-20mA，原因大家都很熟悉，在此不再贅述。
近來國內(nèi)出現(xiàn)了一種所謂的“穿孔穿芯一體化交流電流變送器”。從外型上看，這種變送器很象電流互感器，去掉了電流互感器的交流 1A或5A輸出端子，變成直接4-20mA的輸出端子。其設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是：既然電流互感器的輸出是到電流變送器輸入的，把他們做在一起，把一次的交流電流直接轉(zhuǎn)換成直流的4-20mA輸出，希望以此能夠代替現(xiàn)在主流的“電流互感器＋電流變送器”的組合。有些企業(yè)甚至還推出了三相的產(chǎn)品，將三個(gè)電流互感器和三個(gè)變送器都做在一起，分別對應(yīng)A相、B相、C相的電流轉(zhuǎn)換。
穿孔穿芯一體化交流電流變送器存在的三個(gè)問題
根據(jù)昌暉儀表對市場同類產(chǎn)品的研究，認(rèn)為此類產(chǎn)品并非如宣傳的先進(jìn)，實(shí)際使用中，會帶來諸多問題。
問題1：穿孔穿芯一體化交流電流變送器真的便于安裝和使用嗎？
穿孔穿芯一體化交流電流變送器強(qiáng)調(diào)的是體積比“電流互感器＋電流變送器”小。從目前開關(guān)柜的常規(guī)布置分析，“穿孔穿芯一體化交流電流變送器”與普通電流互感器體積相當(dāng)，只是少了一個(gè)電流變送器的體積。通常的單相電流變送器，體積比一個(gè)10A的交流接觸器略小，如果需要的話，常規(guī)開關(guān)柜內(nèi)空間，足以放置電流變送器。所以穿孔穿芯一體化交流電流變送器所減少的體積，并未在實(shí)際使用中帶來明顯的優(yōu)勢。
相反，由于穿孔穿芯一體化交流電流變送器采用電流互感器和變送器組合在一起的方式，而變送器部分通常是由電子元件所組成的。一般認(rèn)為，電流互感器由于采用矽鋼片和銅線，通常不需要定期維修，安裝以后，也很少出現(xiàn)故障。但變送器部分，由于是電子元件組成，發(fā)生故障的概率，通常大于電流互感器部分。而且，變送器屬于計(jì)量器具性質(zhì)，需要定期進(jìn)行檢定。所以，在穿孔穿芯一體化交流電流變送器安裝以后，一定會遇到拆卸的問題。但觀察穿孔穿芯一體化交流電流變送器的結(jié)構(gòu)，就能發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的拆卸，卻由于已壓好的電纜端頭而難于進(jìn)行。甚至，由于電纜端頭的存在，而無法將電纜從其穿線孔中抽出。此時(shí)，只能將電纜端頭鋸下才能將電纜從穿孔穿芯一體化交流電流變送器中退出。而電纜長度在開關(guān)柜中是有限的，很容易得出結(jié)論，此種安裝方式，令人難以接受。
在穿孔穿芯一體化交流電流變送器的產(chǎn)品中，還有一種小型的產(chǎn)品，其接收的電流，不是100A以上的大電流，而是輸入電流為0-5A的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品，強(qiáng)調(diào)從電流互感器輸出的0-5A電流，用導(dǎo)線從這種穿孔穿芯一體化交流電流變送器直接穿過，避免了導(dǎo)線在變送器輸入端子處的斷開，從而避免了電流互感器二次開路產(chǎn)生的高壓。此說法看似合理，在實(shí)際使用中，仍有明顯的缺陷。和前面提到的原因相同，此產(chǎn)品在使用過程中，仍必須定期進(jìn)行檢定或檢修，當(dāng)要拆除此產(chǎn)品時(shí)，從電流互感器副邊的0-5A導(dǎo)線，要從該產(chǎn)品的孔中拆下。按規(guī)定，該導(dǎo)線通常采用2.5平方毫米的導(dǎo)線，在開關(guān)柜配線時(shí)，會壓在線槽里，或者綁扎后進(jìn)行配線。此時(shí)，由于穿過穿孔穿芯一體化交流電流變送器的導(dǎo)線不斷，必須將該導(dǎo)線從線槽中抽出，或者將已綁扎好的線把打開，才能將該導(dǎo)線拆下。可以想象，檢定或更換該穿孔穿芯一體化交流電流變送器后，再恢復(fù)成原來整齊的配線，幾乎是不太可能了。因此，看似合理的結(jié)構(gòu)，為今后的使用和維護(hù)造成了很大的困擾。
問題2：穿孔穿芯一體化交流電流變送器性能能保證嗎？
前面提到，穿孔穿芯一體化交流電流變送器強(qiáng)調(diào)的是體積小、精度高。但經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)其性能未必能比“電流互感器＋電流變送器”的好。目前的電流變送器轉(zhuǎn)換技術(shù)，都采用運(yùn)算放大器和阻容元件組成的模擬線路，通過整流、放大、轉(zhuǎn)換等電子線路，將交流0-5A電流，轉(zhuǎn)換成直流4-20mA直流信號(其他直流電流或電壓均可)。
按電子技術(shù)理論，模擬電子線路，其轉(zhuǎn)換精度，與線路設(shè)計(jì)和電子元件的質(zhì)量有很大關(guān)系，也與環(huán)境溫度有密切關(guān)系。事實(shí)上，溫度漂移是模擬電子線路中最難于解決的技術(shù)問題，好的電流變送器除了轉(zhuǎn)換的精度要高，溫度特性尤其要好。特別是電流變送器在使用過程中，環(huán)境溫度的變化對其性能的影響是很明顯的。為此，甚至在IEC和國標(biāo)中，都有專門的章節(jié)規(guī)定環(huán)境溫度對變送器影響程度。在“電流互感器＋電流變送器”的組合中，電流互感器和電流變送器分開放置，電流互感器在工作時(shí)，自身所產(chǎn)生的溫度變化，對變送器的輸出不會產(chǎn)生影響。而穿孔穿芯一體化交流電流變送器的結(jié)構(gòu)，使電流互感器的溫度，時(shí)刻影響變送器的電子線路，會額外造成變送器線路的溫度漂移，帶來額外的測量誤差。因此，以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，這種穿孔穿芯一體化交流電流變送器是非常不合理的。
問題3：穿孔穿芯一體化交流電流變送器的檢定和維修方便嗎？
我們知道，任何帶有計(jì)量性質(zhì)的儀器，都有計(jì)量精度的要求。就象一個(gè)秤，只要我們買來，就會問問：“這個(gè)秤準(zhǔn)嗎”？當(dāng)然，實(shí)際使用的時(shí)候，為了計(jì)量的準(zhǔn)確性，就必須定期進(jìn)行檢定，如果不準(zhǔn)確了，就要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)維修。關(guān)于電流變送器校準(zhǔn)，IEC和國家標(biāo)準(zhǔn)都有專門的標(biāo)準(zhǔn)可以查詢使用。
定期檢定和維修(檢定周期通常是1年)，對“電流互感器＋電流變送器”的組合而言，由于電流互感器很少需要檢定，通常是對電流變送器定期檢定，如果產(chǎn)生誤差，必須校準(zhǔn)后才能使用。對電流變送器的檢定，一般采用精密電流源做輸入信號。例如，對0.2級的電流變送器，可采用萬分之三的電流源做輸入信號。對輸出信號的測量，也采用相應(yīng)精度的直流電流表進(jìn)行測量，測量方法有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和程序保證。由于電流變送器的輸入為0-5A，可以很容易地選擇到萬分之三精度的信號源。
但穿孔穿芯一體化交流電流變送器的檢定卻有很大的問題。首先，檢定的輸入電流，不是0-5A規(guī)格的交流電流，必須是互感器的一次電流，如何找到各種范圍，而且能輸出大電流的電流源，實(shí)在是很難的事。其次，即使找到大電流源，能否達(dá)到規(guī)定精度，又是另一回事了。對用戶而言，要準(zhǔn)備如此復(fù)雜和高精度的信號源，是很不現(xiàn)實(shí)的事。因此，昌暉儀表認(rèn)為，這種穿孔穿芯一體化交流電流變送器在實(shí)際檢定和維修方面，存在很大的問題。 結(jié)論 到目前為止，我們從使用和技術(shù)的角度，分析了穿孔穿芯一體化交流電流變送器在使用中可能存在的各種問題。事實(shí)上，國外也很少生產(chǎn)類似產(chǎn)品。一種產(chǎn)品的推廣，不能只有一個(gè)好的概念，還應(yīng)該具有在工程上可行的保障，才能夠取得性能和技術(shù)的平衡。到目前為止，昌暉儀表認(rèn)為穿孔穿芯一體化交流電流變送器有許多嚴(yán)重的缺陷，并不適用于大范圍推廣和使用。
對設(shè)計(jì)人員而言，不光注重產(chǎn)品能否達(dá)到所希望的技術(shù)指標(biāo)，還要兼顧安裝、使用、維護(hù)、檢定、壽命、經(jīng)濟(jì)性等各方面要求。通過以上分析，昌暉儀表建議設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中，充分注意這些問題，以專業(yè)的判斷和設(shè)計(jì)，滿足工程的要求。
相關(guān)閱讀
交流電流互感器CT二次開路故障處理方法
電流互感器二次額定電流1A和5A的區(qū)別與選擇
電壓互感器、電流互感器和電能表接線和原理講解
