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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(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，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)小電流來測(cè)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。

基本概念

  電流互感器原理   是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(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，二次繞組匝數(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。

工作原理

在發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便于測(cè)量、保護(hù)和控制需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。

對(duì)于指針式的電流表，電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的（如5A等）。對(duì)于數(shù)字化儀表，采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。

微型電流互感器也有人稱之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實(shí)驗(yàn)室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）

電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測(cè)電流的繞組（匝數(shù)為N1），稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；接測(cè)量?jī)x表的繞組（匝數(shù)為N2）稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。

電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比K。電流互感器在額定電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。

Kn=I1n/I2n

電流互感器（Current transformer 簡(jiǎn)稱CT）的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流

參數(shù)說明

一、電流互感器型號(hào) [3]  ：

字母：L—電流互感器

第二字母：A—穿墻式；Z—支柱式；M—母線式；D—單匝貫穿式；V—結(jié)構(gòu)倒置式；J—零序

接地檢測(cè)用；W—抗污穢；R—繞組裸露式

第三字母：Z—環(huán)氧樹脂澆注式；C—瓷絕緣；Q—?dú)怏w絕緣介質(zhì)；W—與微機(jī)保護(hù)專用

第四字母：B—帶保護(hù)級(jí)；C—差動(dòng)保護(hù)；D—D級(jí)；Q—加強(qiáng)型；J—加強(qiáng)型ZG

第五數(shù)字：電壓等級(jí) 產(chǎn)品序號(hào)

二、 主要技術(shù)要求

2.1 額定容量：額定二次電流通過二次額定負(fù)荷時(shí)所消耗的視在功率。額定容量可以用視在功率V.A表示，也可以用二次額定負(fù)荷阻抗Ω表示。

2.2 一次額定電流：允許通過電流互感器一次繞組的用電負(fù)荷電流。用于電力系統(tǒng)的電流互感器一次額定電流為5～25000A，用于試驗(yàn)設(shè)備的精密電流互感器為 0.1～50000A。電流互感器可在一次額定電流下長(zhǎng)期運(yùn)行，負(fù)荷電流超過額定電流值時(shí)叫做過負(fù)荷，電流互感器長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)燒壞繞組或減少使用壽命。

2.3 二次額定電流：允許通過電流互感器二次繞組的一次感應(yīng)電流。

2.4 額定電流比（變比）：一次額定電流與二次額定電流之比。

2.5 額定電壓：一次繞組長(zhǎng)期對(duì)地能夠承受的電壓（有效值以kV為單位），應(yīng)不低于所接線路的額定相電壓。電流互感器的額定電壓分為0.5，3，6，10，35，110，220，330，500kV等幾種電壓等級(jí)。

2.6 10%倍數(shù)：在的二次負(fù)荷和任意功率因數(shù)下，電流互感器的電流誤差為－10%時(shí)，一次電流對(duì)其額定值的倍數(shù)。10%倍數(shù)是與繼電保護(hù)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。

2.7 準(zhǔn)確度等級(jí)：表示互感器本身誤差（比差和角差）的等級(jí)。電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)分為0.001～1多種級(jí)別，與原來相比準(zhǔn)確度提高很大。用于發(fā)電廠、變電站、用電單位配電控制盤上的電氣儀表一般采用0.5級(jí)或0.2級(jí)；用于設(shè)備、線路的繼電保護(hù)一般不低于1級(jí)；用于電能計(jì)量時(shí)，視被測(cè)負(fù)荷容量或用電量多少依據(jù)規(guī)程要求來選擇（見講）。

2.8 比差：互感器的誤差包括比差和角差兩部分。比值誤差簡(jiǎn)稱比差，一般用符號(hào)f表示，它等于實(shí)際的二次電流與折算到二次側(cè)的一次電流的差值，與折算到二次側(cè)的一次電流的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。

2.9 角差：相角誤差簡(jiǎn)稱角差，一般用符號(hào)δ表示，它是旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流向量與一次電流向量之間的相位差。規(guī)定二次電流向量超前于一次電流向量δ為正值，反之為負(fù)值，用分（’）為計(jì)算單位。

2.10 熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：電力系統(tǒng)故障時(shí)，電流互感器受到由于短路電流引起的巨大電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力作用，電流互感器應(yīng)該有能夠承受而不致受到破壞的能力，這種承受的能力用熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)是指熱穩(wěn)定電流1s內(nèi)不致使電流互感器的發(fā)熱超過允許限度的電流與電流互感器的額定電流之比。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)是電流互感器所能承受的電流瞬時(shí)值與其額定電流之比。

類型區(qū)分

按用途分類

按照用途不同，電流互感器大致可分為兩類 

測(cè)量用電流互感器（或電流互感器的測(cè)量繞組）：在正常工作電流范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。

保護(hù)用電流互感器（或電流互感器的保護(hù)繞組）：在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。

1、測(cè)量用電流互感器

在測(cè)量交變電流的大電流時(shí)，為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（中國規(guī)定電流互感器的二次額定為5A或1A），另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。

正常工作時(shí)互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運(yùn)行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電流（如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感啟動(dòng)電流等），都會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬伏的過電壓。這不僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會(huì)使互感器過激而燒損，甚至危及運(yùn)行人員的生命安全。

電流互感器

電流互感器

1次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電路。2次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗較小的儀表(電流表/功率表的電流線圈）構(gòu)成閉路。

電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于2次側(cè)短路的變壓器，忽略勵(lì)磁電流，安匝數(shù)相等I1N1=I2N2

電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比I1/I2=N2/N1=k。

勵(lì)磁電流是誤差的主要根源。

測(cè)量用電流互感器的精度等級(jí)0.2/0.5/1/3,1表示變比誤差不超過±1%，另外還有0.2S和0.5S級(jí)。

2、保護(hù)用電流互感器

保護(hù)用電流互感器分為：1.過負(fù)荷保護(hù)電流互感器，2.差動(dòng)保護(hù)電流互感器，3.接地保護(hù)電流互感器（零序電流互感器）

保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電

保護(hù)用電流互感器

保護(hù)用電流互感器

路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用電流互感器的工作條件與測(cè)量用電流互感器不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：1.絕緣可靠，2.足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，3.足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。

保護(hù)用互感器在額定負(fù)荷下能夠滿足準(zhǔn)確級(jí)的要求一次電流叫額定準(zhǔn)確限值一次電流。準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流比。當(dāng)一次電流足夠大時(shí)鐵芯就會(huì)飽和起不到反映一次電流的作用，準(zhǔn)確限值系數(shù)就是表示這種特性。保護(hù)用互感器準(zhǔn)確等級(jí)5P、10P，表示在額定準(zhǔn)確限值一次電流時(shí)的允許電流誤差為1%、3%，其復(fù)合誤差分別為5%、10%

線路發(fā)生故障時(shí)的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護(hù)用電流互感器必須承受。二次繞組短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無損傷的一次電流有效值，稱額定短時(shí)熱電流。二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無損傷的一次電流峰值，稱額定動(dòng)穩(wěn)定電流。

保護(hù)用電流互感器的精度等級(jí)5P/10P ，10P標(biāo)示復(fù)合誤差不超過10%。

按絕緣介質(zhì)分類

1、干式電流互感器 [4]  ：由普通絕緣材料經(jīng)浸漆處理作為絕緣。

2、澆注式電流互感器：用環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型的電流互感器。

3、油浸式電流互感器：由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，一般為戶外型。

4、氣體絕緣電流互感器：主絕緣由氣體構(gòu)成。

按安裝方式分類

1、貫穿式電流互感器 [5]  ：用來穿過屏板或墻壁的電流互感器。

2、支柱式電流互感器：安裝在平面或支柱上，兼做一次電路導(dǎo)體支柱用的電流互感器。

3、套管式電流互感器：沒有一次導(dǎo)體和一次絕緣，直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。

4：母線式電流互感器：沒有一次導(dǎo)體但有一次絕緣，直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。

按原理分類

1、電磁式電流互感器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電流變換的電流互感器。

2、電子式電流互感器 

（1）光學(xué)電流互感器是指采用光學(xué)器件作被測(cè)電流傳感器，光學(xué)器件由光學(xué)玻璃、全光纖等構(gòu)成。

（2）空心線圈電流互感器。又稱為Rogowski線圈式電流互感器?？招木€圈往往由漆包線均勻繞制在環(huán)形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非鐵磁材料，其相對(duì)磁導(dǎo)率與空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率相同，這是空心線圈有別于帶鐵心的電流互感器的一個(gè)顯著特征。

（3）鐵心線圈式低功率電流互感器（LPCT）。它是傳統(tǒng)電磁式電流互感器的一種發(fā)展。其按照高阻抗電阻設(shè)計(jì)，在非常高的一次電流下，飽和特性得到改善，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，降低了功率消耗，可以無飽和的高準(zhǔn)確度測(cè)量高達(dá)短路電流的過電流、全偏移短路電流，測(cè)量和保護(hù)可共用一個(gè)鐵心線圈式低功率電流互感器，其輸出為電壓信號(hào)。

兩者的使用發(fā)展方向

由于電磁式電流互感器存在的易飽和、非線性及頻帶窄等問題，電子式電流互感器逐漸興起。電子式電流互感器一般具有抗磁飽和、低功耗、寬頻帶等優(yōu)點(diǎn)。

SP系列電子式電流互感器

SP系列電子式電流互感器

國內(nèi)具有代表性的電子式互感器有AnyWay變頻電壓傳感器、AnyWay變頻電流傳感器和AnyWay變頻功率傳感器，其中，AnyWay變頻功率傳感器屬于電壓、電流組合式互感器。

該互感器的主要特點(diǎn)如下：

1、采用前端數(shù)字化技術(shù)，光纖傳輸，電磁兼容性好。

2、幅頻特性和相頻特性好，在寬幅值、頻率、相位范圍內(nèi)均可獲得較高的測(cè)量精度。

3、屬于數(shù)字式傳感器，二次儀表不會(huì)引入誤差，傳感器誤差就是系統(tǒng)誤差。