電流互感器簡(jiǎn)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(lái)測(cè)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(cè)量的電流的線路中。

因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò)，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)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(lái)測(cè)量，二次側(cè)不可開(kāi)路。詞條介紹了其工作原理、參數(shù)說(shuō)明、分類(lèi)、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(guò)被測(cè)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(lì)磁損耗忽略不計(jì)，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(duì)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(lèi)，測(cè)量用電流互感器和保護(hù)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(guò)，電流互感器在工作時(shí)，它的2次回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)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(dòng)勢(shì)Ⅰ0N0=0，根據(jù)能量守恒定律，一次繞組磁動(dòng)勢(shì)等于二次繞組磁動(dòng)勢(shì)，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(duì)二次電流的比值Ⅰ1/Ⅰ2稱(chēng)為電流互感器的電流比。當(dāng)知道二次電流時(shí)，乘上電流比就可以求出一次電流，這時(shí)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(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)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(gè)電流下，互感器可以長(zhǎng)期運(yùn)行而不會(huì)因發(fā)熱損壞。當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)額定電流時(shí)，叫作過(guò)負(fù)載。如果互感器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)載運(yùn)行，會(huì)把它的繞組燒壞或縮短絕緣材料的壽命。

2．準(zhǔn)確度等級(jí)

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(jí)。國(guó)產(chǎn)電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2．0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S級(jí)及0.5S級(jí)。

0.1級(jí)以上電流互感器，主要用于試驗(yàn)室進(jìn)行精密測(cè)量，或者作為標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)檢驗(yàn)低等級(jí)的互感器，也可以與標(biāo)準(zhǔn)儀表配合，用來(lái)檢驗(yàn)儀表，所以也叫作標(biāo)準(zhǔn)電流互感器。用戶電能計(jì)量裝置通常采用0.2級(jí)和0.5級(jí)電流互感器，對(duì)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(cè)量）可采用0.2S級(jí)和0.5S級(jí)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(guò)二次額定負(fù)載Z2e時(shí)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(guò)銘牌上規(guī)定的額定容量且不低于1／4額定容量時(shí)，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(zhǎng)期對(duì)地能夠承受的最大電壓（有效值）。它只是說(shuō)明電流互感器的絕緣強(qiáng)度，而和電流互感器額定容量沒(méi)有任何關(guān)系。它標(biāo)在電流互感器型號(hào)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(cè)量及校驗(yàn)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L(zhǎng)1，末端標(biāo)為L(zhǎng)2。當(dāng)多量限一次繞組帶有抽頭時(shí)，首端標(biāo)為L(zhǎng)1，自第一個(gè)抽頭起依次標(biāo)為L(zhǎng)2，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(shí)，首端標(biāo)為K1，自第一個(gè)抽頭起以下依次標(biāo)志為K2，K3??。

（3）對(duì)于具有多個(gè)二次繞組的電流互感器，應(yīng)分別在各個(gè)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(hào)的排列應(yīng)當(dāng)使一次電流自L1端流向L2端時(shí)，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(lái)看，電流I1、I2的方向是相反的，這樣的極性關(guān)系稱(chēng)為減極性，反之稱(chēng)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(cè)量，經(jīng)常用于計(jì)費(fèi)或測(cè)量運(yùn)行中設(shè)備的電流大小。在對(duì)大的交變電流進(jìn)行測(cè)量時(shí)，為方便儀表測(cè)量，并且降低直接測(cè)量高壓電的危險(xiǎn)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(cè)量時(shí)將電流互感器的一次側(cè)接一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表或繼電保護(hù)裝置等。

2、電流互感器的作用之二就是用于保護(hù)，經(jīng)常與繼電裝置配合使用，當(dāng)線路發(fā)生短路或者過(guò)載等故障時(shí)，電流互感器就向繼電裝置發(fā)送信號(hào)使其切斷故障電路，從而達(dá)到保護(hù)供電系統(tǒng)安全的目的。保護(hù)用電流互感器不同于測(cè)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(jìn)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(dòng)穩(wěn)定性。