原標(biāo)題：電流互感器原理分類詳解

一、電流互感器基本原理

電流互感器（Current Transformer，簡(jiǎn)稱CT）是一種依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的測(cè)量設(shè)備，主要用于將高電流按比例轉(zhuǎn)換為低電流，以便于測(cè)量、保護(hù)和控制。其核心原理可以歸納為以下幾點(diǎn)：

1. 電磁感應(yīng)：電流互感器的一次繞組串聯(lián)在被測(cè)電路中，流過被測(cè)電流 I1。一次繞組產(chǎn)生的交變磁通穿過二次繞組，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在二次繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) E2，從而產(chǎn)生二次電流 I2。

2. 變比關(guān)系：在理想情況下，電流互感器的一次電流 I1 與二次電流 I2 之比等于二次繞組匝數(shù) N2 與一次繞組匝數(shù) N1 之比，即：

I2I1=N1N2=K

其中，K 為電流互感器的變比。

3. 勵(lì)磁電流：實(shí)際電流互感器存在勵(lì)磁電流 I0，用于建立主磁通。勵(lì)磁電流的存在導(dǎo)致電流互感器存在誤差，包括比差和角差。

二、電流互感器分類

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，電流互感器可分為多種類型，以下從結(jié)構(gòu)、用途、絕緣方式和安裝方式四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1. 按結(jié)構(gòu)分類

• 貫穿式電流互感器

• 原理：一次繞組為一根導(dǎo)體，貫穿鐵芯窗口，二次繞組繞在鐵芯上。

• 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于大電流測(cè)量。

• 應(yīng)用：常用于高壓開關(guān)柜、母線等場(chǎng)合。

• 支柱式電流互感器

• 原理：一次繞組和二次繞組均繞在鐵芯上，整體安裝在支柱上。

• 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，絕緣性能好。

• 應(yīng)用：適用于戶外配電裝置。

• 套管式電流互感器

• 原理：直接安裝在變壓器或斷路器的套管上，一次繞組為套管內(nèi)的導(dǎo)體。

• 特點(diǎn)：節(jié)省空間，安裝方便。

• 應(yīng)用：常用于大型電力變壓器和斷路器。

• 母線式電流互感器

• 原理：沒有一次繞組，母線直接穿過鐵芯窗口作為一次繞組。

• 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

• 應(yīng)用：適用于低壓配電系統(tǒng)。

2. 按用途分類

• 測(cè)量用電流互感器

• 原理：為測(cè)量?jī)x表和計(jì)量裝置提供電流信號(hào)。

• 特點(diǎn)：精度要求高，通常為0.2級(jí)、0.5級(jí)等。

• 應(yīng)用：電能計(jì)量、電流監(jiān)測(cè)等。

• 保護(hù)用電流互感器

• 原理：為繼電保護(hù)裝置提供電流信號(hào)，在故障時(shí)準(zhǔn)確反映電流變化。

• 特點(diǎn)：要求在短路電流下不飽和，保證保護(hù)裝置可靠動(dòng)作。

• 應(yīng)用：過流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等。

• TP類電流互感器

• 原理：專門用于暫態(tài)保護(hù)，能準(zhǔn)確反映短路電流的暫態(tài)過程。

• 特點(diǎn)：具有高暫態(tài)面積系數(shù)，適用于快速保護(hù)。

• 應(yīng)用：超高壓、特高壓系統(tǒng)的保護(hù)。

3. 按絕緣方式分類

• 干式電流互感器

• 原理：采用空氣或固體絕緣材料進(jìn)行絕緣。

• 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無油，無火災(zāi)危險(xiǎn)。

• 應(yīng)用：適用于室內(nèi)低壓系統(tǒng)。

• 澆注式電流互感器

• 原理：用環(huán)氧樹脂等材料將繞組和鐵芯澆注成一個(gè)整體。

• 特點(diǎn)：絕緣性能好，防潮、防污穢。

• 應(yīng)用：適用于戶內(nèi)和戶外環(huán)境。

• 油浸式電流互感器

• 原理：繞組和鐵芯浸在絕緣油中，通過油進(jìn)行絕緣和散熱。

• 特點(diǎn)：絕緣強(qiáng)度高，散熱性能好。

• 應(yīng)用：適用于高壓、超高壓系統(tǒng)。

• 氣體絕緣電流互感器（GIS用）

• 原理：采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，安裝在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（GIS）中。

• 特點(diǎn)：體積小，絕緣性能優(yōu)異。

• 應(yīng)用：GIS組合電器。

4. 按安裝方式分類

• 穿墻式電流互感器

• 原理：安裝在墻壁或金屬板上，一次導(dǎo)體穿過互感器窗口。

• 特點(diǎn)：節(jié)省空間，安裝方便。

• 應(yīng)用：適用于墻壁或金屬隔板安裝。

• 支持式電流互感器

• 原理：安裝在支柱上，一次導(dǎo)體從互感器窗口穿過。

• 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，適用于戶外。

• 應(yīng)用：戶外配電裝置。

• 裝入式電流互感器

• 原理：安裝在開關(guān)柜或設(shè)備內(nèi)部，與設(shè)備一體化設(shè)計(jì)。

• 特點(diǎn)：集成度高，節(jié)省空間。

• 應(yīng)用：開關(guān)柜、配電箱等。

三、電流互感器選型與應(yīng)用注意事項(xiàng)

1. 準(zhǔn)確級(jí)選擇

• 測(cè)量用：根據(jù)計(jì)量或監(jiān)測(cè)要求選擇準(zhǔn)確級(jí)，如0.2級(jí)、0.5級(jí)等。

• 保護(hù)用：根據(jù)保護(hù)裝置要求選擇準(zhǔn)確級(jí)，如5P、10P等。

2. 額定容量選擇

• 確保二次負(fù)載（包括儀表、導(dǎo)線電阻等）不超過互感器的額定容量，否則會(huì)導(dǎo)致誤差增大。

3. 熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

• 確?；ジ衅髟诙搪冯娏飨虏粨p壞，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。

4. 二次側(cè)開路防護(hù)

• 電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開路，否則會(huì)產(chǎn)生高電壓，危及人身和設(shè)備安全。

5. 極性標(biāo)識(shí)

• 注意互感器的極性標(biāo)識(shí)，確保接線正確，避免測(cè)量或保護(hù)誤動(dòng)作。