电流互感器的原理及使用

    互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

    在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量，需要转换为比较统一的电流(我国规定电流互感器的二次额定为5A)，另外线路上的电压都比较高，如直接测量是非常危险的，电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。

    1．电流互感器的结构和工作原理

    电流互感器用符号TA表示，常用的电流互感器如图4-36所示。

    电流互感器的结构和普通变压器相似，它也有两个相互绝缘的线圈，套在一个闭合的铁心柱上，它的一次绕组串联在被测电路中，二次绕组与测量仪表的电流线圈串联。一次绕组的匝数N1很少，二次绕组的匝数N2较多。流过一次侧的电流为I1，流过二次侧的电流为I2，根据变压器的原理可知：

    I1／I2=N2/N1

    由上式可见，只要将互感器的一、二次线圈的匝数确定了，一次电流I1与二次电流I2的比值I1／I2就确定了。一次电流I1与二次电流I2的比值I1／I2称为电流比或变换倍率。

    为了制造和使用方便，一般规定不管电流互感器的一次侧电流有多大，其二次侧的额定电流均为5A，这样可使安装于电流瓦感器二次回路的电流表、电能表等设备标准化和小型化。

 

    图4 36  电流互感器

a)高压电流互感器b）油浸式电流互感器c）低压电流互感器d）浇注式电流互感器

    常用的电流互感器的型号有LQG-0.5、LMZ-0.5、I_MZJ-0.5型等。按电流比主要有30/0、50/5、75/5、100/5、150/15、200/15、300/15、400/15等多种等级，可根据实际需要选用。

    电流互感器的型号组成方法如下：

 

    电流互感器产品型号均以汉语拼音字母表示．字母的含义见表4-6。

表4-6  电流互感器产品型号字母含义

 

    电流互感器的接线原理图如图4 37所示。

 

图4 37  电流互感器的接线原理

    2．电流互感器的接线

    (1)单相接线。对于三相对称负荷电路，可以只测一相电流，其接线方法如图4 38所示。

 

图4-38  电流互感器的单相接线

    (2)星形接线。可测三相负荷电流，监视各相负荷的不对称情况，如图4 39所示。

 

图4 39  电流互感器的星形接线

    (3)不完全星形接线。广泛用于电压为35kV及以下的电网中，如图4 40所示。

 

图4 40  电流互感器的不完全星形接线

    3．电流互感器的安全使用

    (1)选择电流互感器时，要注意它的额定电压应与线路电压相符。电流比选择要适当。互感器的额定一次电流应等于或稍大于负荷电流，两只或多只互感器一起使用时电流比应相同。互感器二次侧所带测量仪表不宜太多，一般不应超过3块。

    (2)电流互感器在运行中，由于二次绕组所串联的电器仪表等阻抗非常小，基本上处于短路状态，这一点明显区别于普通变压器。所以电流互感器工作时二次侧不允许开路。安装时，其二次接线连接应牢固，而且不允许安装熔断器和开关，并且严禁在电流互感器二次回路上带电作业。

    (3)电流互感器二次侧必须接地，防止一、二次侧绕组间绝缘击穿时，一次侧的高压穿入低压侧，危及人身和设备的安全。

    (4)电流互感器在连接时必须注意端子极性，防止接错线。

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