電流互感器的工作原理

電流互感器原理是依據電磁感應原理制成的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次側繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次側回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。電流互感器是把一次側大電流轉換成二次側小電流來測量，二次側不可開路。

電流互感器的主要所用是用來將交流電路中的大電流轉換為一定比例的小電流(我國標準為5安倍)，以供測量和繼電保護之用。大家應該知道在發電、變電、輸電、配電過程中由于用電設備的不同，電流往往從幾十安到幾萬安都有，而且這些電路還可能伴隨高壓。那么為了能夠對這些線路的電路進行監控、測量，同時又要解決高壓、高電流帶來的危險，這時就需要用到電流互感器了。有些人可能見過電工用的鉗形表，這是一種用來測量交流電流的設備，它那個“鉗”便是穿心式電流互感器。

電流互感器由一次線圈、二次線圈、鐵心、絕緣支撐及出線端子等組成。電流互感器的鐵心由硅鋼片疊制而成，其一次線圈與主電路串聯，且通過被測電流I1，它在鐵心內產生交變磁通，使二次線圈感應出相應的二次電流I2。如將勵磁損耗忽略不計，則I1n1=I2n2，其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數。電流互感器的變流比K=I1/I2=n2/n1。

由于電流互感器的一次線圈連接在主電路中，所以一次線圈對地必須采取與一次線路電壓相適應的絕緣材料，以確保二次回路與人身的安全。二次回路由電流互感器的二次線圈、儀表以及繼電器的電流線圈串聯組成。電流互感器大致可分為兩類，測量用電流互感器和保護用電流互感器。

電流互感器的原理是依據電磁感應原理，它的一次繞組經常有線路的全部電流流過，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。

在理想的電流互感器中，如果假定空載電流Ⅰ0=0，則總磁動勢Ⅰ0N0=0，根據能量守恒定律，一次繞組磁動勢等于二次繞組磁動勢，即Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2。即電流互感器的電流與它的匝數成反比，一次電流對二次電流的比值Ⅰ1/Ⅰ2稱為電流互感器的電流比。當知道二次電流時，乘上電流比就可以求出一次電流，這時二次電流的相量與一次電流的相量相差1800。

電流互感器的特點

所謂的電流互感器，一般是由閉合鐵心、繞組根據電磁感應原理構成。它的一次側繞組匝數相對較少，需要串聯在電流線路中，所有電流從一次側繞組流過。而二次側繞組的匝數較多，其串聯于回路保護和儀表測量時，電流互感器的二次測回路形式為閉合狀態。所以能夠看出，較低的串聯線圈阻抗存在于測量儀表和保護回路中，類似于變壓器的短路運行。實際上就相當于將一次側大電流通過電流互感器轉化為二次側小電流，同時能夠充分利用，不允許二次側中存在有開路問題。通常5A或1A的額定電流存在于電流互感器的二次側中。由于二次側開路會有較高的電壓產生，對運行人員和設備產生直接影響，所以運行中的電流互感器二次回路不允許開路。

為了使工作人員在接觸繼電器和測量儀表的安全性得到保障，需要將可靠的接地置于電流互感器二次側內，一般情況下斷開電流互感器的二次回路前，需要用銅線短接二次端子。電流互感器通常分為兩種形式，一種是電磁式，另一種是電容式，它的一次繞組在電力線路中直接串聯，被測線路的電流直接影響著一次繞組中的電流。電力部門要將短路開關預留在二次側，假如出現開路，需要將電路負載及時撤掉，隨后停電進行處理，等處理完以后才能夠進行使用。與此同時，根據串聯原則，電流互感器的接線必須將二次繞組串聯于繼電器或測量儀表的電流線圈中。

審核編輯黃昊宇