第一章_电流互感器的结构原理
电流互感器 的原理
电流互感器的原理电流互感器是一种测量和传输电流信号的设备，它广泛应用于电力系统、工业自动化以及电能计量等领域。
电流互感器的原理是基于法拉第电磁感应定律，即在变化的磁场中，导体内部会产生感应电动势。
电流互感器通常由铁芯、一次绕组、二次绕组以及外部回路组成。
一次绕组与被测电源的主导线串联连接，二次绕组与测量仪器或保护装置相连接。
当交流电通过一次绕组产生变化的电流时，由于一次绕组的绕组数较少，因此磁通量通过铁芯的时间快，进而在二次绕组中产生感应电动势。
这个过程中，铁芯的存在起到了集中磁力线、增大感应电动势的作用。
二次绕组的绕组数较多，因此在给定的负荷下，互感器的二次绕组电压远远小于一次绕组电压，从而实现电流信号的敏感变换。
电流互感器的核心是铁芯，可以采用铁芯和空芯两种结构。
铁芯互感器的铁芯部分采用高导磁率材料，如硅钢片。
铁芯互感器具有较高的磁导率，能够提高磁路的导磁能力，减小测量误差。
而空芯互感器则没有铁芯，主要通过一次绕组和二次绕组的磁场直接耦合来实现测量。
电流互感器的精度通常通过额定一次电流、二次电流和精度等级来确定。
在实际应用中，选择适合的电流互感器主要考虑一次电流的额定值、二次负载电阻、准确度和动态响应等因素。
另外，二次绕组的电阻和电感也会影响电流互感器的性能。
除了测量电流信号外，电流互感器还具有一定的绝缘作用，可以隔离高电压和低电压装置。
同时，电流互感器还起到保护装置的作用，当被测电流超过设定值时，互感器会发出信号，触发保护系统对电路进行切断。
总之，电流互感器是一种基于法拉第电磁感应定律的设备，通过变换电流信号来实现测量、传输和保护等功能。
它的核心是铁芯，能够有效地集中和增强磁力线，提高测量的准确度与稳定性。
电流互感器不仅在电力系统中发挥着重要的作用，而且在工业领域以及电能计量等方面也具有广泛的应用。
电流互感器结构原理
电流互感器结构原理电流互感器是一种常见的电力测量仪表，用于测量交流电路中的电流。
它的结构原理是基于电磁感应现象，通过变压器的工作原理实现电流的测量。
电流互感器由铁心、一次绕组、二次绕组和外壳等部分组成。
铁心是互感器的核心部件，由硅钢片叠压而成，具有良好的磁导性能。
一次绕组和二次绕组分别绕在铁心上，一次绕组通电流入口，二次绕组是输出测量信号的地方。
外壳则起到保护和固定绕组的作用。
当交流电流通过一次绕组时，会在铁心中产生交变磁场。
这个交变磁场会感应出二次绕组中的电动势，从而在二次绕组中产生相应的电流。
根据变压器的原理，一次绕组和二次绕组的电流之间有一定的比例关系，即：I1/N1 = I2/N2其中，I1和I2分别是一次绕组和二次绕组中的电流，N1和N2分别是一次绕组和二次绕组中的匝数。
通过调整一次绕组和二次绕组的匝数比例，可以实现对电流的变压器式测量。
为了提高电流互感器的测量精度和防止电流互感器对电路的影响，通常在互感器的一次绕组中串联上一个电阻，称为额定负载电阻。
额定负载电阻的阻值需要根据互感器的额定电流和二次绕组的额定负载阻抗来确定。
除了基本的结构原理外，电流互感器还有一些特殊的设计，以满足不同的应用需求。
例如，对于大电流测量，可以采用分体式电流互感器，即将一次绕组和二次绕组分开放置，通过导线连接。
对于高精度测量，可以采用更多的绕组和铁心结构，以提高测量的精确度。
总结起来，电流互感器是一种利用电磁感应原理测量电流的仪表。
通过一次绕组和二次绕组的变压器原理，将电流转换为二次绕组的电流信号。
通过合理设计和选择额定负载电阻，可以实现对不同电流范围的测量。
电流互感器在电力系统中具有广泛的应用，是实现电能计量和保护设备的重要组成部分。
电流互感器基础知识
RWL
LC
S
式中，γ为导线的导电率，铜线γ=53m/ （Ω·mm2），铝线γ=32m/（Ω·mm2）；S为导 线截面（mm2）；Lc为导线的计算长度（m）。 设互感器到仪表单向长度为l1，则：
Lc
l1 3l1
Hale Waihona Puke 2l1星形接线 两相V形接线 一相式接线
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保护用互感器的准确度选10P级，其复合误差限 值为10%。为了正确反映一次侧短路电流的大小， 二次电流与一次电流成线性关系，也需要校验二次 负荷。
荷； （4）比较实际二次负荷与允许二次负荷。如实际二次负荷小于允许二次负荷，表示
电流互感器的误差不超过10%，如实际二次负荷大于允许二次负荷，则应采取下述措施， 使其满足10%误差：
① ①增大连接导线截面或缩短连接导线长度，以减小实际二次负荷； ②选择变比较大的电流互感器，减小一次电流倍数，增大允许二次负荷。
I1N >I30
S2N
一般： I1N =(1.2~1.5)I30
4）. 电流互感器准确度选择及校验
准确度选择的原则：计量用的电流互感器的准确度选0.2～0.5级，测量用的电流互感 器的准确度选1.0～3.0级。为了保证准确度误差不超过规定值，互感器二次侧负荷S2 应不大于二次侧额定负荷S2N ，所选准确度才能得到保证。
(3) 变流比与二次额定负荷 电流互感器的一次额定电流有多种规格可供用户选择。 电流互感器的每个二次绕组都规定了额定负荷，二次绕组回路所带负荷不应超过额定负 荷值，否则会影响精确度。
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电流互感器的选择与校验
1)． 电流互感器型号的选择
根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号。 2)．电流互感器额定电压的选择
电流互感器的原理和选用
电流互感器的原理和选用电流互感器（Current Transformer，简称CT）是一种用于测量和保护电路中电流的装置。
它通过感应电流来转换高电流为可测量的小电流，使得测量设备和保护装置能够安全地工作。
下面将详细介绍电流互感器的原理和选用。
一、电流互感器的原理电流互感器的原理基于法拉第电磁感应定律，即在一个闭合线圈内，当有电流通过时，会在线圈周围产生一个磁场。
电流互感器通常由一个环形的铁芯和线圈组成。
当被测电流通过铁芯上的一侧线圈时，会在铁芯中产生一个磁场。
根据法拉第电磁感应定律，这个磁场会感应出与被测电流成正比的电动势在另一侧的线圈上。
这样，高电流就可以通过电流互感器转换为可测量的小电流。
I2=(N2/N1)*I1其中，I1为被测电流，N1为被测电流通过的线圈匝数，I2为输出电流，N2为输出线圈匝数。
根据这个公式，可以根据需要选择合适的线圈匝数，以便将高电流转换为适合测量和保护装置的低电流。
二、电流互感器的选用1.测量范围：根据被测电流的范围选择合适的电流互感器。
一般来说，电流互感器的额定测量范围应大于被测电流的最大值，以确保测量的准确性。
2.额定负荷：电流互感器的额定负荷是指在额定电流下，可以连续工作的时间。
根据被测电流的特点和工作环境的需求，选择合适的额定负荷，以确保电流互感器的长期稳定性。
3.准确性：电流互感器的准确性是指输出电流与被测电流之间的差异。
根据测量的精度要求，选择合适的准确性等级，一般有0.2级、0.5级和1级等。
4.频率响应：电流互感器的频率响应是指在不同频率下的输出电流与被测电流之间的差异。
根据被测电流的频率特点，选择具有合适频率响应的电流互感器。
5.安装方式：根据安装环境的不同，选择合适的安装方式。
常见的安装方式有插入式和固定式两种。
插入式电流互感器适用于已有电路中的电流测量，而固定式电流互感器适用于新建电路和设备。
6.阻抗：电流互感器的阻抗是指在额定电流下的阻抗大小。
电流互感器的基本结构和工作原理
为了测量高电压交流电路内的电流，必须使用电流互感器将大电流变换成小电流，利用互感器的变比关系，配备适当的电流表计进行测量。
同时电流互感器也是电力系统的继电保护、自动控制和指示等方面不可缺少的设备，起到变流和电气隔离作用，运行中严禁二次开路。
一、基本结构1. 按照-次绕组的结构型式分类电流互感器按照-次绕组的结构型式分类如图TYBZ01901006-1所示。
2.电流互感器按照绝缘介质分类(1)浇注绝缘。
用环氧树脂或其他树脂为主的混合浇注成型的电流互感器。
10~35kV多采用此种方式，通常绕组外包定厚度的缓冲层，选用韧性较好的树脂浇注。
(2)气体绝缘。
产品内部充有特殊气体，如SFo气体作为绝缘的互感器，多用于高压产品。
(3)油绝缘。
油浸式互感器，内部是油和纸的复合绝缘，多为户外装置。
35kV 及以上电流互感器多采用此种方式，其-次绕组绝缘结构有“8"字形和“U"字形两种。
1)电磁式电流互感器。
一次绕组一般采用“8”字形绝缘结构，一次绕组套在有二次绕组的环形铁心上，次绕组和铁心都包有较厚的电缆纸，“8”字形绝缘结构如图TYBZ01901006 -2所示。
2)电容式电流互感器。
一次绕组一般采用10层以上同心圆形电容屏围成“U"字形，主绝缘全部包在一次绕组上。
为了提高主绝缘的强度，在绝缘中放置-一定数量的同心圆简形电容屏，容屏端部长度从里往外成台阶排列的原则制成，最外层电容屏接地，各电容屏间形成一个串联的电容器组。
各相邻电容屏间在制造时电容相等，保证其电压分布近于均匀。
由于电容屏端部电场不均匀，在高电压作用下，端部会产生局部放电，为了改善端部电场，通常在两层电容屏间增放一些短屏或者放置均压环。
电容式电流互感器结构原理图如图TYBZ01901006 -3所示。
二、工作原理电流互感器的工作原理与变压器类似，一次绕组和二次绕组是电流互感器电流变换的基本部件，它们绕在同一个铁心上。
一次绕组事联接在高压载流导线上，通过电流h1;二次绕组串联接有移为，次回路从电流互感器的二次绕组直到测最处的外部回路，即负载和连接导线称为二次回路，由于一次绕组与二次烧组有相等的安培匝数，I1*N1=I2*N2,电流互感器，额定电流比为I1/I2=N1/N2因此，一、二次绕组匝数不同，电流比不同。
电流互感器的结构原理
电流互感器的结构原理电流互感器，也被称为电流互感器，是一种广泛应用于电力系统中的电气测量设备。
它的主要功能是将高电压、高电流的电力设备输出的电流信号降低为适合测量和保护装置使用的小电流信号。
在电力系统中，电流互感器扮演着重要的角色，它能够确保系统的安全运行并提供准确的电流测量。
电流互感器的结构原理是通过电感作用来实现的。
电感是指导体中的电流随时间变化而引起的自感应电动势，它是电流变压器的关键元件。
电流互感器通常由磁芯、一次绕组、二次绕组和外壳构成。
我们来了解一下电流互感器的磁芯。
磁芯是电流互感器的核心部件，它能够集中磁场并提高电流互感器的灵敏度。
常见的磁芯材料有硅钢片和纳米晶材料。
硅钢片具有高导磁率和低磁滞损耗的特性，而纳米晶材料则具有更高的导磁率和更低的磁滞损耗，能够提高电流互感器的测量精度。
我们来了解一下电流互感器的一次绕组。
一次绕组是通过与被测电流线圈相连接，使得电流能够通过互感器的一次绕组。
一次绕组一般由导线绕制而成，并且它承受着测量电流的作用。
接下来，我们来了解一下电流互感器的二次绕组。
二次绕组是通过与测量和保护装置相连接，将步骤3的小电流信号输出。
当一次绕组中的电流变化时，通过互感作用，二次绕组中也会产生相应的电流变化，从而实现电流信号的降压放大。
我们来了解一下电流互感器的外壳。
外壳是保护电流互感器内部元件不受外界环境和损坏的作用。
通常情况下，外壳由绝缘材料制成，以确保电流互感器的安全运行。
在电力系统中，电流互感器扮演着至关重要的角色。
它不仅可以提供准确的电流测量，还可以实现对电力系统的保护。
在过载或短路情况下，电流互感器能够及时检测到异常电流，并触发保护装置，保障系统的安全运行。
在个人观点上，电流互感器作为电力系统中的关键设备，其结构原理对于电力系统的可靠运行起着重要的作用。
通过合理的结构设计和科学的制造工艺，电流互感器能够提供稳定、准确的电流测量，进而保护电力设备和维护系统的运行安全。
互感器的结构和工作原理
互感器的结构和工作原理电力系统要安全经济运行，必须装设一些测量仪表，以测量电路中各种电气量，如电压、电流、功率、电能等。
我们经常还会遇到测量要求较高电压和较大电流的各种电气量。
为了更方便更正确地获得这种被测量的数值，必须使用互感器。
互感器的主要作用有：（1）将高电压变为低电压（100V），大电流变为小电流（5A）。
（2）使测量二次回路与一次回路高压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全。
（3）采用互感器后可使仪表制造标准化，而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表。
（4）取出零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。
第一节电流互感器的结构和工作原理一、电流互感器的主要技术数据（－）电流互感器分类目前，电流互感器的分类按不同情况划分如下：（1）电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器。
（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式，如图4-1所示。
单匝式又分为贯穿型和母线型两种。
贯穿型互感器本身装有单根铜管或铜杆作为一次绕组；母线型互感器则本身未装一次绕组，而是在铁芯中留出一次绕组穿越的空隙，施工时以母线穿过空隙作为一次绕组。
通常油断路器和变压器套管上的装入式电流互感器就是一种专用母线型互感器。
（α）（b）（c）图4-1 电流互感器的结构原理（α）单匝式；（b）多匝式；（c）具有两个铁芯式（3）根据安装地点可分为户内式和户外式。
（4）根据绝缘方式可分为干式，浇注式，油浸式等。
干式用绝缘胶浸渍，适用于作为低压户内的电流互感器；浇注式用环氧树脂作绝缘，浇注成型；油浸式多为户外型。
（5）根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、磁光式、无线电式电流互感器。
（二）电流互感器的型号规定目前，国产电流互感器型号编排方法规定如下：产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见表5-l 。
表4-1 电流互感器型号字母含义第一个字母 第二个字母 第三个字母 第四个字母 第五个字母 字母 含义字母 含义字母 含义字母 含义字母含义L电流 互感器A 穿墙式 C 瓷绝缘B 保护级 D 差动保护B 支持式 G 改进的 D 差动保护C 瓷箱式 J 树脂浇注 J 加大容量D 单匝式 K 塑料外壳 Q 加“强”式F 多匝式 L 电容式绝缘 Z 浇注绝缘J 接地保护 M 母线式 M 母线式 P 中频 Q 线圈式 S 速饱和 R 装入式 W 户外式 Y 低压的 Z 浇注绝缘Z支柱式（三）电流互感器的主要参数 1．额定电流变比额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比（有时简称电流比）。
互感器的工作原理
互感器的工作原理互感器是一种用于测量电流和电压的电气设备，广泛应用于电力系统、工业自动化、电气仪表等领域。
它通过电磁感应的原理来实现电流和电压的测量。
一、电流互感器的工作原理：电流互感器主要用于测量大电流，常见于电力系统中。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律，即通过变压器原理来实现。
电流互感器的结构包括一个主线圈和一个次级线圈。
主线圈由大电流通过，次级线圈则连接到测量仪表。
当通过主线圈的电流变化时，它会产生一个磁场。
次级线圈位于主线圈的附近，磁场会感应到次级线圈中的电流。
由于次级线圈的匝数较少，因此次级线圈中的电流较小。
这样，电流互感器就将大电流转换为小电流，以便于测量和保护装置的使用。
二、电压互感器的工作原理：电压互感器主要用于测量高电压，常见于电力系统中。
它的工作原理与电流互感器类似，也是基于法拉第电磁感应定律。
电压互感器的结构包括一个主绕组和一个次级绕组。
主绕组连接到高电压电源，次级绕组则连接到测量仪表。
当高电压通过主绕组时，它会产生一个强大的磁场。
次级绕组位于主绕组附近，磁场会感应到次级绕组中的电压。
由于次级绕组的匝数较少，因此次级绕组中的电压较小。
这样，电压互感器就将高电压转换为低电压，以便于测量和保护装置的使用。
三、互感器的特点和应用：1. 互感器具有线性性好、精度高的特点，能够提供准确的电流和电压测量结果。
2. 互感器具有绝缘性能好、安全可靠的特点，能够保护测量仪表和其他设备免受高电压和大电流的影响。
3. 互感器具有体积小、重量轻的特点，便于安装和维护。
4. 互感器广泛应用于电力系统中的电流、电压测量、保护和控制等方面，也用于工业自动化、电气仪表等领域。
总结：互感器是一种通过电磁感应原理来实现电流和电压测量的电气设备。
电流互感器通过主线圈和次级线圈的电磁感应，将大电流转换为小电流，以便于测量和保护装置的使用。
电压互感器则通过主绕组和次级绕组的电磁感应，将高电压转换为低电压。
互感器具有线性性好、精度高、绝缘性能好、安全可靠、体积小、重量轻的特点，广泛应用于电力系统、工业自动化、电气仪表等领域。
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第一章 电流互感器的结构原理
云南电力研究院
2008年10月
Tel：6345221 梁仕斌 E_mail：lsbp_box@
外观：
P1 S1 P2 符号 S2
各种类型
内部结构
电流互感器的构成：
铁芯 一次绕组 二次绕组 绝缘部分
内部结构
电流互感器的基本结构形式：
*由于倒置式结构容易满足绝缘要求，目前在 110kV以上系统被广泛应用,但是倒置式防振、 抗振能力差，运输、安装过程要需要注意。
RB
Np P2
Ns
S2
电气原理—相量关系
U1
jI1x1
I1r1
E1 ' I2
I1
Im
' I2 ' U2 ' I 2 r2'
m
' E2 E1
' ' jI 2 x2
电流互感器相量图
电气原理—磁化曲线
本章结束
谢谢！
梁仕斌 E_mail：lsbp_box@
Tel：3018430
内部结构——一次线圈
一 次 线 圈 包SF6气体绝缘式
内部结构——U形结构
U形结构油浸式电流 互感器示意图
内部结构——最后总装
35kV倒置式SF6气体绝缘电流互感器
电气原理—原理简述
Ip P1 IL
VRCT
RCT
IECT
S1
VT Lmain
IE
RH
Reddy
内部结构——铁芯
常用铁心材料有硅钢片、非晶合金、坡莫合金。
内部结构——二次线圈
线圈绕制
内部结构——二次线圈
线圈包扎
内部结构——二次线圈
超（特）高压电流互感器二次线圈结构
内部结构——二次线圈
封装后的二次线圈及支撑部分
内部结构——二次线圈
二次线圈及支撑部分正在包扎
内部结构——一次线圈
一 次 线 圈 形 状
各位同仁，大家好！ 感谢对我们工作的支持！
交流内容：
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 电流互感器的结构原理 电流互感器特性试验的目的和基本试验方法 电流互感器特性试验方法 电流互感器励磁特性试验结果的分析判断 电流互感器特性试验仪器 铁芯剩磁对TA性能的影响 暂态保护用电流互感器试验方法简介