电流互感器
电流互感器原理及测试方法
电流互感器原理及测试方法电流互感器（Current Transformer，简称CT）是一种用于测量高电流的电气设备，主要用于将高电流变换成较小电流，以便进行测量、保护和控制等操作。
本文将详细介绍电流互感器的工作原理和测试方法。
一、工作原理当高电流通过一次线圈时，会在磁芯内产生磁场。
由于磁芯的存在，磁场会集中在磁芯中，形成一条闭合磁通。
根据电磁感应定律，二次线圈中就会产生相应的电动势，从而在二次线圈上产生一定电流。
该电流与一次线圈中的电流成正比，即I2=(N2/N1)I1，其中I1为一次线圈中的电流，I2为二次线圈中的电流，N1为一次线圈的绕组数，N2为二次线圈的绕组数。
由于一次线圈中的电流较大，而二次线圈中的电流较小，因此通常将电流互感器的变比称为额定变比。
二、测试方法为了保证电流互感器的准确性和可靠性，需要对其进行定期的测试和校验。
下面将介绍电流互感器的测试方法。
1.直流短路方法直流短路方法是一种常用的检测电流互感器变化特性的方法。
具体操作步骤如下：（1）用直流电源将0.2～0.5倍额定电流加到电流互感器的一次绕组上；（2）记录电流互感器二次绕组上的电流值，并标定；（3）通过改变一次绕组上的电流，重复上述操作，记录多组数据；（4）根据测得的数据绘制电流互感器的变比特性曲线。
2.测量铭牌参数法测量铭牌参数法是通过测量和计算电流互感器的参数来进行测试的方法。
具体操作步骤如下：（1）根据电流互感器的铭牌参数，测量和记录其一次绕组和二次绕组的电流，电压和绕组数等参数；（2）通过计算，得到电流互感器的变比值和额定负荷等参数；（3）将测得的结果与标定的结果进行比较，看是否在允许范围内。
3.比值测试法比值测试法是通过测量电流互感器的比值误差来进行测试的方法。
具体操作步骤如下：（1）将标准电流与电流互感器的一次绕组相连接，将电流互感器的二次绕组接到比率变送器等测试设备上；（2）根据被测电流互感器的铭牌参数设置标准电流值，并记录；（3）测量电流互感器输出的电流值，并记录；（4）通过计算，得到电流互感器的比值误差，并与标准误差进行比较。
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
18
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。
14
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。
电流互感器的计算公式
电流互感器的计算公式
（原创实用版）
目录
1.电流互感器的概念与作用
2.电流互感器的计算公式
3.计算公式的应用举例
4.电流互感器与电压变压器的区别
正文
电流互感器是一种用于测量电流的设备，它可以将大电流转换为小电流，以便于测量和保护电路。
电流互感器的工作原理是基于电磁感应，当一次导线穿过互感器的铁心时，会在二次侧产生电流。
电流互感器的变流比是固定的，通常为 60/5，即一次电流为 60A 时，二次电流为 5A。
电流互感器的计算公式如下：
二次电流（I2）= 一次电流（I1）×变流比（N）
其中，一次电流是指通过互感器的主线电流，二次电流是指通过互感器的副线电流，变流比是指一次电流与二次电流的比值。
举例来说，如果一次电流为 15A，变流比为 60/5，那么可以通过以下公式计算出二次电流：
I2 = I1 × N
I2 = 15A × (60/5)
I2 = 180A
因此，当一次电流为 15A 时，互感器产生的二次电流为 180A。
需要注意的是，电流互感器的二次电流不能直接用于测量，因为其数值较大。
通常需要通过电流表进行测量，而电流表的满偏转电流为 15A。
因此，在实际应用中，需要根据电流互感器的变流比和一次电流，计算出二次电流，以便于通过电流表进行测量。
电流互感器与电压变压器的区别在于，电流互感器试图把电流从原边变换到副边，而电压变压器试图把电压从原边变换到副边。
电流互感器的电压大小由负载决定，而电压变压器的电压大小由原边电压决定。
电流互感器的作用和原理
电流互感器的作用和原理
电流互感器是测量高电流的一种电器元件，其作用是将高电流转换为与之成比例的低电流，方便进行测量和监控。
其原理是基于电磁感应定律，通过在电流互感器的磁芯中产生磁场，使被测电流的变化产生反应并转换为次级线圈中的电压。
具体原理如下：
1. 线圈：电流互感器内部有一个主线圈和一个次级线圈。
主线圈绕在铁芯上，被测电流通过主线圈，形成主磁场。
2. 磁芯：电流互感器的铁芯是由磁导率高的材料制成，如铁、硅钢等。
铁芯起到增强和引导磁场的作用，使其能够有效地感应次级线圈中的电压。
3. 次级线圈：主磁场的变化会在磁芯中感应出次级电流，次级电流在次级线圈中产生电压。
次级线圈通常是由细导线绕成，绕制成比主线圈匝数更多的线圈，以增加电压的变化比例。
4. 变比：电流互感器的变比是次级线圈匝数与主线圈匝数的比值。
通过适当选择匝数比，可以实现将高电流转换成相对较低的电压量，方便进行测量和监控。
综上所述，电流互感器通过电磁感应定律将高电流转化为低电流，并利用变比使测量更加方便和准确。
它广泛应用于电能计量、电力系统保护、电力负荷管理等领域。
电流互感器技术
04 电流互感器技术的发展趋 势
高精度与数字化发展
总结词
详细描述
随着电力系统对监控和保护要求的不断提高， 高精度和数字化已成为电流互感器技术的重 要发展趋势。
高精度电流互感器能够更准确地测量电流， 减少误差，提高电力系统的稳定性和可靠性。 数字化电流互感器则通过数字信号处理技术 实现信号的数字化传输和处理，具有抗干扰 能力强、动态范围广、测量精度高、响应速 度快等优点。
工作原理
基于电磁感应原理，当一次侧电 流发生变化时，在二次侧产生感 应电动势，从而输出与一次侧电 流成比例的二次侧电流。
电流互感器的分类
01
02
03
按用途分类
测量用电流互感器、保护 用电流互感器和特殊用途 电流互感器（如电子式电 流互感器）。
按安装方式分类
母线式电流互感器、套管 式电流互感器和组合式电 流互感器。
通过增加固定螺栓或采用 其他加固措施，确保电流 互感器的安装位置牢固稳 定。
尽可能将电流互感器安装 在远离振动源的位置，以 减少外部振动对其产生的 影响。
在无法远离振动源的情况 下，可以在电流互感器下 方或周围安装减震装置， 以减小振动对其产生的影 响。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
阻抗
流互…
积
误差偏大是电流互感器常 见的问题之一，可能导致 测量结果不准确。
误差偏大的问题通常是由 于电流互感器的二次负载 阻抗、励磁阻抗、漏抗等 参数不合适所引起的。为 了解决这个问题，可以采 取以下措施
通过调整二次电缆的长度 和截面积，以及连接的负 载设备的阻抗，使得二次 负载阻抗与电流互感器的 励磁阻抗相匹配，从而减 小误差。
根据实际电流的大小选择 合适的电流互感器变比， 使得实际电流在电流互感 器的线性范围内测量。
电流互感器
2.1 额定容量：额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗的视在功率。额定容量可以用视在功率V.A表示，也可以用二次额定负荷阻抗Ω表示。
2.2 一次额定电流：允许通过电流互感器一次绕组的用电负荷电流。用于电力系统的电流互感器一次额定电流为5～25000A，用于试验设备的精密电流互感器为 0.1～50000A。电流互感器可在一次额定电流下长期运行，负荷电流超过额定电流值时叫做过负荷，电流互感器长期过负荷运行，会烧坏绕组或减少使用寿命。
2.6 10%倍数：在指定的二次负荷和任意功率因数下，电流互感器的电流误差为－10%时，一次电流对其额定值的倍数。10%倍数是与继电保护有关的技术指标。
2.7 准确度等级：表示互感器本身误差（比差和角差）的等级。电流互感器的准确度等级分为0.001～1多种级别，与原来相比准确度提高很大。用于发电厂、变电站、用电单位配电控制盘上的电气仪表一般采用0.5级或0.2级；用于设备、线路的继电保护一般不低于1级；用于电能计量时，视被测负荷容量或用电量多少依据规程要求来选择（见第一讲）。
2使用介绍编辑使用原则
1）电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载电流互感器 电流互感器
串联
2）按被测电流大小，选择合适的变比，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故
3）二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。电流互感器在正常工作时，二次侧与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用，测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小，二次侧近似于短路。CT二次电流的大小由一次电流决定，二次电流产生的磁势，是平衡一次电流的磁势的。若突然使其开路，则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。
电流互感器
3、电流互感器的极性
电流互感器的极性一般采用减极性原则标注，即：一、二次绕组中 的电流在铁芯中产生的磁通方向相反。如图所示，则L1与K1为一对同极 性端子。
电流互感器在电路中的符号如下图所示，用“TA”来表示,一次绕 组 一般用一根直线表示，一次绕组和二次绕组分别标记 “●”的两个端子 为 同名端或同极性端。极性端子关系到二次电流的方向，非常重要。
(3)按安装方式，可分为支持式、装入式和 按安装方式，可分为支持式、 按安装方式 穿墙式等。 穿墙式等。 支持式安装在平面和支柱上，装入式(套管 支持式安装在平面和支柱上，装入式 套管 式)可以节省套管绝缘子而套装在变压器导 可以节省套管绝缘子而套装在变压器导 体引出线穿出外壳处的油箱上； 体引出线穿出外壳处的油箱上；穿墙式主 要用于室外的墙体上， 要用于室外的墙体上，可兼作导体绝缘和 固定设施。 固定设施。
如图（a）所示。两相星形接线又称不完全星形接线，这种接线只 用两只电流互感器，统一装设在A、C相上。一般测量两相的电流，但通过 公共导线，也可测第三相的电流。主要适用于小接地电流的三相三线制系 统，在发电厂、变电所6~10kv馈线回路中，也常用来测量和监视三相系统 的运行状况。
3．三相星形接线
如图（c）所示。三相星形接线又称完全星形接线，它是由三只完 全相同的电流互感器构成。由于每相都有电流流过，当三相负载不平衡 时，公共线中就有电流流过，此时,公共线是不能断开的，否则就会产生 计量误差。该种接线方式适用于高压大接地电流系统、发电机和变压器二 次回路、低压三相四线制电路 .
五、电流互感器的选择
1、额定电压的选择 电流互感器的额定电压UN应略高于或等于其安装 处的工作电压UX UN ≥ UX 2、额定电流的选择 电流互感器的一次额定电流I1N应大于或等于长期 通过电流互感器的最大工作电流Im,力求使电流互感 器运行于额定电流附近，以保证测量的准确性。 3、准确度等级的选择 测量时应根据被测对象对测量准确度的要求合理选 择准确度等级。一、二类电能计量应选0.2级电流 互感器。 4、额定容量的选择 选择时互感器二次侧容量S应满足0.25SN≤ S≤ SN
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、电流互感器的作用
把大电流变成小电流，将连接在继电器及测量仪表的二次回路与一次回路安全隔离，防止二次设备的故障影响一次回路的正常运行，并将一次电流变换成5A或1A两种标准的二次电流值，提高整个一二次回路的安全性。
油浸式电流互感器都是户外式产品。
OM5180-4按主绝缘结构不同，它可分为纯油纸绝缘的链型结构和电容型油纸绝缘结构。
我国生产的66kV及以下电流互感器多采用链型绝缘结构，而ll0kV及以上电流互感器则主要采用电容型绝缘结构；其中，正立式互感器采用U形（一次）电容结构，倒立式互感器则采用吊环形（二次）电容结构。
高压电流互感器一次绕组大都由能够并联或串联的两个线段组成，可得到两个电流比。
一般有2～6个二次绕组，其中1～2个作力计量和测量用，其余的作为保护用(P级)；有些二次绕组也设有抽
头，以便从二次侧改变电流比。
油浸式电流互感器外形结构，如图3 -16所示。
1．电容型绝缘结构电流互感器
正立式电容型绝缘结构的主绝缘全部都包扎在一次绕组上，若为倒立式结构，则主绝缘全部包扎在二次绕组上。
正立式结构一次绕组常采用U形，倒立式结构二次绕组常采用吊环形。
布，应使每对电屏间电容量基本相同，通常按等厚绝缘原则来设计，即各相邻电屏之间绝缘厚度彼此相等。
在相同电压下，电容型绝缘的总厚度比链型绝缘要薄，可以节约材料，因而在ll0kV及以上电流互感器中得到广泛
应用。
这些电屏又称为主屏，最内层的电屏与一次绕组高压作电气连接，称为零屏，最外层的电屏接地，称为末屏或地屏。
倒立式结构则相反，最外层电屏接高电压，最内层电屏接地。
电容型绝缘电屏端部是极不均匀电场，为了改善电场分布，在两个主屏端部设置几个较短的端屏（也称副屏），将端部绝缘屏间厚度减小。
绝缘包扎所用材料有高压电缆纸、皱纹纸、电容器纸、半导体纸、铝箔、绝缘收缩带等。
常用铝箔厚度为0.007～0.Olmm，为了便于真空干燥和浸渍处理，主屏铝箔要打孔，孔径为1.2～2mm，孔中心距和行距为8mm，但各主屏端部约300mm范围内和所有端屏均不打孔。
半导体纸是近年来广泛使用的新型电屏材料，这种材料的基体是纸，因此柔韧性好，不易开裂，同时透气性好，易于干燥和浸油处理。
国内传统的电容型绝缘，主屏间绝缘厚度为4mm，主屏总数随T 作电压而增加，如ll0kV级取6个主屏，220kV级取10个主屏，主屏端部都采用4令端屏。
近年来，有不少厂家对此结构进行了改进，采用少主屏多端屏结构，如只设3～4个主屏，端屏量随丁作电压而增加，便于制造和提高产品质量。
常见如500kV电流互感器，设4个主屏，30个端屏，采用半导体纸。
绝缘包扎在包纸机上进行，包扎纸带采用1/2叠包扎方式，纸带绕行方向应交叉进行，每段绝缘至少应改变绕行方向一次。
U形底部随着包扎厚度增加，也会出现内弧纸带超过1/2叠而外弧少于1/2叠的情况；为避免外弧绝缘减弱，可用数层电容器纸或严格半叠的两
层剪口角环包扎在纸带的稀疏处，对其他变形处（如倒立式结构的吊环形网环部位以及三角区地带）也可作同样处理，以加强绝缘。
为保证器身耐受冲击短路电动力的作用，一般在绝缘包扎后的器身上，相隔一定距离绑上多层绑扎带；绑扎带可用绝缘收缩带或环氧树脂浸渍的无纬玻璃丝带。
为防止器身扭转，可在绑扎带之间加绝缘垫木块，并用绝缘螺杆紧固。
二次绕组按规定的次序和方向套入一次绕组两腿上，用支架固定，支架与二次绕组间应绝缘良好，一般采用酚醛层压纸板做成的绝缘条加在二次绕组的最上层与最下层，都刷以清漆后再去氢烘干。
电容型绝缘结构图，如图3 -17所示。
正立式U形电容型绝缘电流互感嚣器身组装图，如图3 - 18所示。
2．互感器外绝缘
油浸绝缘互感器的外绝缘也是油的容器，即瓷套（也称瓷箱）。
外绝缘是高压对地的绝缘支撑，其有效高度，即套管外部带电部分到接地部分之间的直线距离，由互感器外绝缘雷电冲击试验电压和工频试验电压决定。
外绝缘的伞裙数量及伞形，对户内产品应满足凝露工频耐压试验及污秽等级爬电距离要求，对户外产品应满足工频湿试电压和环境污秽等级下爬电距离的要求。
套管的机械强度则应满足标准规定的承受静载荷的要求，包括风和覆冰而增加的载荷，同时应能承受一定的内部压力。
对油浸式互感器，通常瓷套的上端与储油柜相连接，下端则与下油箱或底座相连接。
其固定方式多采用卡持式结构，利用压圈或压块
对瓷套卡台进行压紧密封。
密封件采用环状抗油橡胶垫，目前一般采用限位密封。
3．储油柜与膨胀器
用以调节互感器中油的体积随油温的变化而增大或缩小，其形式有：
(1)带有胶囊的储油柜。
目前在35kV及以下的互感器中，仍采用传统的储油柜带胶囊结构，其结构示意图如图3 -19所示。
储油柜一般采用铸铝件作为外壳，以减少因涡流引起的局部过热。
外形为圆桶形，下部有一次绕组的引出端子。
如果一次电流变比换接为内部换接方式，则在储油柜的靠近底部装置一块平放的电木板，把一次绕组的出线头都连到该板上，以实现串联或并联换接。
如采用外部换接方式，则在储油柜的侧面引出4个端子，其中2个端子(Pl、P2)供引出线路连接用，另外2个端子(Cl、C2)供换接一次绕组电流比使用。
4个端子中只有输出端子(P2)必须与储油柜接成等电位，其余输入端子及其他两个端子均应与储油柜绝缘。
当Pl(1)写Cl(2)和
C2(1，)与P2(2，)分别相连时为并联，C2(1 7)与C1(2)相连时为串联，如图3 -20所示。
内部换接的优点是储油柜壁只需要引出两个端子；
缺点是换接电流比时要打开储油柜的上盖才能操作，因此不适宜于全密封结构。
储油柜的上部装有一个耐油橡胶做成的盆形胶囊，以避免绝缘油直接与空气接触，当油温上升时，胶囊底部因受油的浮力而向上浮动，反之则向下浮动。
储油柜的一侧装有玻璃管式油标，以显示储油柜中的油面。
由于胶囊在运行中容易老化开裂，所以这种密封结构不够理想。
(2)带有金属膨胀器的储油柜。
即在储油柜上部安装金属膨胀器，这时的储油柜只具有一次绕组引出和一次绕组串、并联换接功能，膨胀器可完成绝缘油的膨胀缓冲和油面位图3-21倒立式电流互感器储油柜(a)仿器身形储油柜；(b)半仿器身形储油柜置的显示功能。
目前，有很多制造厂生产的正立式互感器已取消了储油柜，直接在绝缘瓷管上开孔，完成一次绕组的引出和串、并联换接功能。
倒立式电流互感器，当一次电流较大时，往往采用贯穿式，这样储油柜设计成仿器身形状或半仿器身形状，器身可用绝缘体挤紧。
这
种结构形式的优点是可以减小产品体积，节省绝缘油用量，如图3-21所示。
目前我国常用的金属膨胀器有波纹式膨胀器、盒式膨胀器和串组式膨胀器三。