電流互感器簡介

電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量的儀器。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中。

因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量，二次側(cè)不可開路。詞條介紹了其工作原理、參數(shù)說明、分類、使用介紹等。

電流互感器的結(jié)構(gòu)組成

電流互感器由一次線圈、二次線圈、鐵心、絕緣支撐及出線端子等組成。電流互感器的鐵心由硅鋼片疊制而成，其一次線圈與主電路串聯(lián)，且通過被測電流I1，它在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變磁通，使二次線圈感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流I2。如將勵磁損耗忽略不計，則I1n1=I2n2，其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的變流比K=I1/I2=n2/n1。

由于電流互感器的一次線圈連接在主電路中，所以一次線圈對地必須采取與一次線路電壓相適應(yīng)的絕緣材料，以確保二次回路與人身的安全。二次回路由電流互感器的二次線圈、儀表以及繼電器的電流線圈串聯(lián)組成。電流互感器大致可分為兩類，測量用電流互感器和保護用電流互感器。

電流互感器工作原理

電流互感器的原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，它的一次繞組經(jīng)常有線路的全部電流流過，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。

在理想的電流互感器中，如果假定空載電流Ⅰ0=0，則總磁動勢Ⅰ0N0=0，根據(jù)能量守恒定律，一次繞組磁動勢等于二次繞組磁動勢，即

Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2

即電流互感器的電流與它的匝數(shù)成反比，一次電流對二次電流的比值Ⅰ1/Ⅰ2稱為電流互感器的電流比。當(dāng)知道二次電流時，乘上電流比就可以求出一次電流，這時二次電流的相量與一次電流的相量相差1800。

電流互感器的主要參數(shù)

1．額定電流變比

額定電流變比是指一次額定電流與二次額定電流之比（有時簡稱電流比）。額定電流比一般用不約分的分?jǐn)?shù)形式表示，如一次額定電流I1e和二次額定電流I2e分別為100、5A，則

KI＝I1e/I2e＝100/5

所謂額定電流，就是在這個電流下，互感器可以長期運行而不會因發(fā)熱損壞。當(dāng)負(fù)載電流超過額定電流時，叫作過負(fù)載。如果互感器長期過負(fù)載運行，會把它的繞組燒壞或縮短絕緣材料的壽命。

2．準(zhǔn)確度等級

由于電流互感器存在著一定的誤差，因此根據(jù)電流互感器允許誤差劃分互感器的準(zhǔn)確度等級。國產(chǎn)電流互感器的準(zhǔn)確度等級有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2．0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S級及0.5S級。

0.1級以上電流互感器，主要用于試驗室進行精密測量，或者作為標(biāo)準(zhǔn)用來檢驗低等級的互感器，也可以與標(biāo)準(zhǔn)儀表配合，用來檢驗儀表，所以也叫作標(biāo)準(zhǔn)電流互感器。用戶電能計量裝置通常采用0.2級和0.5級電流互感器，對于某些特殊要求（希望電能表在0.05～6A之間，即額定電流5A的1％～120％之間的某一電流下能作準(zhǔn)確測量）可采用0.2S級和0.5S級的電流互感器。

3．額定容量

電流互感器的額定容量，就是額定二次電流I2e通過二次額定負(fù)載Z2e時所消耗的視在功率S2e，所以

S2e＝I2e2Z2e

一般情況I2e＝5A，因此，S2e＝52Z2e＝25Z2e，額定容量也可以用額定負(fù)載阻抗Z2e表示。

電流互感器在使用中，二次連接線及儀表電流線圈的總阻抗，不能超過銘牌上規(guī)定的額定容量且不低于1／4額定容量時，才能保證它的準(zhǔn)確度。制造廠銘牌標(biāo)定的額定二次負(fù)載通常用額定容量表示，其輸出標(biāo)準(zhǔn)值有2.5、5、10、15、25、30、50、60、80、100V·A等。

4．額定電壓

電流互感器的額定電壓，是指一次繞組長期對地能夠承受的最大電壓（有效值）。它只是說明電流互感器的絕緣強度，而和電流互感器額定容量沒有任何關(guān)系。它標(biāo)在電流互感器型號后面。例如LCW－35，其中“35”是指額定電壓，它以kV為單位。

5．極性標(biāo)志

為了保證測量及校驗工作的接線正確，電流互感器一次和二次繞組的端子應(yīng)標(biāo)明極性標(biāo)志。

（1）一次繞組首端標(biāo)為L1，末端標(biāo)為L2。當(dāng)多量限一次繞組帶有抽頭時，首端標(biāo)為L1，自第一個抽頭起依次標(biāo)為L2，L3??。

（2）二次繞組首端標(biāo)為K1，末端標(biāo)為K2。當(dāng)二次繞組帶有中間抽頭時，首端標(biāo)為K1，自第一個抽頭起以下依次標(biāo)志為K2，K3??。

（3）對于具有多個二次繞組的電流互感器，應(yīng)分別在各個二次繞組的出線端標(biāo)志“K”前加注數(shù)字，如1K1，1K2，1K3??；2K1，2K2，2K3??。

（4）標(biāo)志符號的排列應(yīng)當(dāng)使一次電流自L1端流向L2端時，二次電流自K1流出，經(jīng)外部回路流回到K2。

從電流互感器一次繞組和二次繞組的同極性端子來看，電流I1、I2的方向是相反的，這樣的極性關(guān)系稱為減極性，反之稱為加極性。電流互感器一般都按減極性表示。

電流互感器的作用

1、電流互感器的作用之一就是用于測量，經(jīng)常用于計費或測量運行中設(shè)備的電流大小。在對大的交變電流進行測量時，為方便儀表測量，并且降低直接測量高壓電的危險性，經(jīng)常需要使用電流互感器將其轉(zhuǎn)變?yōu)檩^統(tǒng)一的電流，在此，電流互感器就起到變流和電氣隔離的作用。電流互感器將高電流按要求成比例的轉(zhuǎn)換為低電流，用于測量時將電流互感器的一次側(cè)接一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表或繼電保護裝置等。

2、電流互感器的作用之二就是用于保護，經(jīng)常與繼電裝置配合使用，當(dāng)線路發(fā)生短路或者過載等故障時，電流互感器就向繼電裝置發(fā)送信號使其切斷故障電路，從而達到保護供電系統(tǒng)安全的目的。保護用電流互感器不同于測量用電流互感器，其只有在電流比正常電流大幾倍或幾十倍的情況下才可以有效的進行工作，并且其要求絕緣可靠、具有足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)、具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。