电流互感器的工作原理、结构

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/ g; ]- V7 H7 P, I3 D( e7 r6 n电流互感器电力系统电能计量和保护控制的重要设备，是电力系统电能计量以及，继电保护，系统诊断与检测分析的重要组成部分，其测量精度，运行可靠性是实现电力系统得安全，经济运行的前提。今天，贤集网小编就和大家细细地聊聊电流互感器的工作原理、结构、特点、分类、应用及选择方法。
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" {" E& n: W: f9 ~8 ?- g# {/ b2 z电流互感器的工作原理

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- J; U0 k$ v; W, U' f电流互感器的工作原理、等值电路与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，与电流互感器副边负载无关。电流互感器运行时，副边不允许开路，也不允许在运行时未经旁路就拆卸电流表及继电器等设备。

电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n ，因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。


电流互感器的结构
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, ~4 q- O+ m+ S6 [0 B% F电流互感器的基本结构主要由一次绕组，二次绕组和铁芯构成，一次，二次和铁芯之间都有绝缘。最简单的电流互感器，有一个一次绕组一个二次绕组和一个铁芯。这样的电流互感器也只有一个电流比。

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为了提高电流互感器的准确度，一般都对电流互感器的误差进行补偿，这样除了上述一次，二次绕组和铁芯之外，有的还另外绕制辅助线圈或者加入辅助铁芯。

10千瓦以上高压电流互感器，为了使用方便，经常把几个独立的互感器铁芯绕组，通过公用的一个一次绕组，绝缘和外壳，装在一个互感器上，制成多次电流互感器。这样，一台电流互感器就相当于两台或者三台电流互感器，两个或者三个次级可以分别用于测量和保护线路。

& s6 Z! ~6 }: y0 z6 g2 U0.2级以上的精密电流互感器，一般都是做成多电流比的，即一台互感器有许多电流比，供使用时选择，多电流比互感器的一次绕组或者二次绕组都做成中间抽头型的，如果一次二次绕组不变，相当于二次或者一次的每一个抽头绕组，就得到一种电流比。这样一次和二次绕组组合，就有许多电流比。
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' E- [$ B) f8 I* s+ l电流互感器的特点
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9 v: S. Y# `* D0 {0 Q9 ~2 @1、一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，所以一次绕组中的电流完全取决与被测电路的负荷电流，而与二次电流的大小无关。
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2、电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以在正常的情况下，电流互感器在近乎短路的状态下运行。


& O" I6 z' G6 j; X电流互感器的分类

! o0 n4 j; g" G3 v) P/ ~7 ]1、按用途分
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1）测量用电流互感器或电流互感器的测量绕组。在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。

# a2 x" _2 m. b9 F3 G3 G2）保护用电流互感器或电流互感器的保护绕组。在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

2、按绝缘介质分

1）干式电流互感器，由普通绝缘材料包扎，经浸渍漆处理的，有塑料外壳和无塑料外壳的电流互感器，多数为低压电流互感器。
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# y5 K% C0 F- q  Y/ C/ H; F1 O. P8 x2）浇注式电流互感器。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。
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3）油浸式电流互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。目前我国在各种电压等级均为常用。

4）气体绝缘电流互感器。主绝缘由气体构成。

5）瓷绝缘，多数一杯浇注绝缘取代。
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3、按电流变换原理分

. c0 g1 [8 N) ?' S6 E9 U9 L4 z1）电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。

2）光电式电流互感器。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器，目前还在研制中。

4、按安装方式分
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1）贯穿式电流互感器。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。
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* z; C9 c6 _# m, O2）支柱式电流互感器。安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。

3）套管式电流互感器。没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。
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- e" R, Y+ A: ^* o: E$ Z" }0 r' b4）母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。

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: K7 _" H9 L" P& I& A; h电流互感器的应用
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1、交流电流的测量

设备是否运行在额定电流值，设置电流测量装置是必要的技术措施。有关规定40KW以上的设备，必须装设电流表进行监控。

交流电流的测量有直接测量和经电流互感器扩大测量的方式。直接测量就是将适当的电流表串接电流回路上。而下图所示电路均为经电流互感器接入式测量。
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1）采用一台电流互感器测量三相平衡线路中的电流。电流互感器选择的是以电流表量程依据，而电流表的量程则是根据负载电流的实际值，应占电流表总量程的2/3至满度值之间。  

; G. ^- _( `' e) L3 z& g2）采用二台电流互感器，接成不完全星形，用以测量三相平衡或不平衡线路中的三相电流。

; V- o: Z4 h3 @* J3）采用三台电流互感器，接成完全星形接法，用以测量三相平衡或不平衡线路中的三相电流。
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2、交流电度的测量
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为了扩大交流电度表的量程，工厂最常用的是采用电流互感器的方法来扩大量程。
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1）、采用单相电度表加电流互感器的测量方法，可用于测量三相平衡或单相电度计量。

+ F( |7 H. c5 K2）、采用二元件三相三线有功电度表，加二个电流互感器的测量方法。可用于测量三相平衡或不平衡线路中的电度计量。
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  W1 J* m9 ]2 ]. a( k& ]0 L) D1 `3）、采用三相四线有功电度表，加三个电流互感器的测量方法。可测量三相平衡或不平衡线路中的电度计量。

3、电力拖动线路中的保护
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( @7 T, ?6 Z8 n" h大功率电动机中的过载保护，往往由于电流大，而无法购到相应的热继电器，在这样的情况下，一般采用加装电流互感器的方法来解决。其实质是将大电流变换成小电流用5A以内的热继电器足可满足过载保护的要求。
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) N% L+ Y. e3 P- H8 l7 J0 w  C1）、用于大功率自耦降压启动，电动机中的过载保护。
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2）、用于大功率频敏变阻器启动，电动机中的过载保护。
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$ W" V# \# a' R, e- D; C7 p3）、用于大功率星-角降压启动，电动机中的过载保护。


" R* h3 {# E' m电流互感器的选择方法

1、额定一次侧电流应在运行电流的20%～120%范围内。
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2、电流互感器的额定一次电压和运行电压相同。

5 z1 S# o( ]: X! M% X# }3、注意使二次侧负载所消耗的功率不超过电流互感器的额定容量，否则电流互感器的准确等级将下降。

4、根据系统的供电方式，选择使用电流互感器的台数和不同的接线方式。
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5、根据测量的目的和保护方式的要求，选择电流互感器的准确等级。
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. @; I4 w3 ]2 f3 i* b; u( c电流互感器是一种电流变换装置，它将高压和低压大电流变成电压较低的小电流供给仪表和继电保护装置并将仪表和保护装置与高压电路隔开。电流互感器的二次侧电流均为5安，这使得测量仪表和继电保护装置使用安全、方便，也使其在制造上可以标准化。
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电流互感器原理 是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

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电流互感器一般可用于交流电流的测量

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交流电度的测量也是可以用电流互感器的

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电流互感器与一般变压器的工作原理相同