電流互感器

電流互感器是根據電磁感應原理，將大的一次電流轉換成小的二次電流進行測量的儀器。電流互感器由一個封閉的鐵芯和一個繞組組成。它的初級繞組匝數少，連接在被測電流線上。

所以它往往有全部電流流過線路，二次繞組匝數較多，串聯在測量儀表和保護回路中電流互感器工作時，其二次回路總是閉合的，因此測量儀表與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。電流互感器通過在二次側轉換成小電流來測量一次側的大電流，二次側不能開路。條目介紹了它的工作原理、參數說明、分類、使用介紹等。

電流互感器的原理是基于電磁感應原理。電流互感器由一個封閉的鐵芯和一個繞組組成。它的一次繞組匝數少，與需要測量電流的線路串聯，所以往往有全部電流流過線路，它的二次繞組匝數較多，與測量儀表和保護電路串聯電流互感器工作時，其二次回路總是閉合的，因此測量儀表與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。

在發電、變電、輸電、配電和用電線路之間的電流差距很大，從幾安培到幾萬安培不等。為便于測量、保護和控制需要換算成相對均勻的電流，線路上的電壓一般較高，直接測量非常危險。電流互感器起到電流轉換和電氣隔離作用。

對于指針式電流表來說，電流互感器的二次電流多為安培級（如5A等）對于數字儀器，采樣信號一般為毫安級（5V、4-20mA等）微型電流互感器的二次電流為毫安級，主要充當大型互感器與采樣之間的橋梁。

微型電流互感器也稱為“儀用電流互感器”儀用電流互感器”還有一層意思，實驗室用的多電流比精密電流互感器一般是用來擴大儀器的測量范圍的。

電流互感器類似于變壓器，根據電磁感應原理工作變壓器轉換電壓，電流互感器轉換電流。電流互感器與被測電流的繞組相連（匝數為N1），稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）連接到測量儀器的繞組（匝數為N2）稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）

電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組電流I2的電流比稱為實際電流比k。電流互感器在額定電流下工作時的電流比稱為電流互感器的額定電流比，用Kn表示。

Kn=I1n/I2n

電流互感器（Current   transformer   is referred to as computerized tomography）它的作用是將數值較大的一次電流通過一定的變比轉換成數值較小的二次電流進行保護、測量等用途。如變比為400/5，可以把400A的實際電流轉換成5 A。

按用途分類

根據用途的不同，電流互感器大致可以分為兩類：

測量電流互感器（或者電流互感器的測量繞組）在正常工作電流范圍內，進行測量、計量和其他設備提供電網的當前信息。

電流互感器（或電流互感器的保護繞組）在電網故障狀態下，向繼電保護等裝置提供電網故障電流信息。

1、測量電流互感器

在測量交流電的大電流時，為了方便二次儀表測量，需要換算成相對統一的電流（中國規定電流互感器的二次額定值為5A或1A）另外，線路上的電壓比較高，直接測量非常危險。電流互感器起到電流轉換和電氣隔離作用。它是電力系統中的測量儀器、用于繼電保護等二次設備的傳感器，用于獲取電氣一次回路的電流信息電流互感器按比例將大電流轉換成小電流電流互感器的一次側連接到一次系統，二次側連接到測量儀器、繼電保護等。

正常工作時，變壓器的二次側處于近似短路狀態，輸出電壓很低。在運行中，如果次級繞組開路或異常電流流過初級繞組（如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感啟動電流等），會在二次側產生幾千伏甚至幾萬伏的過電壓。這不僅會對二次系統的絕緣造成危害，還會使變壓器因過度勵磁而燒毀，甚至危及運行人員的生命安全。

一次側只有1到幾匝，導體截面積大，與被測電路串聯。二次側匝數更多導線更細阻抗更小的儀器(電流表/功率表的電流線圈）構成閉路。

電流互感器的運行等效于二次側短路的變壓器忽略激勵電流，安匝數相等I1N1=I2N2

電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組電流I2的電流比稱為實際電流比I1/I2=N2/N1=k。

激勵電流是誤差的主要來源。

測量用電流互感器的準確度等級為0.2/5/1/3，1意味著比率誤差小于1%，另外還有0.2S和0.5S級。

2、電流互感器

保護用電流互感器分為：1.過載保護電流互感器，2.差動保護電流互感器，3.接地保護電流互感器（零序電流互感器）

保護用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路短路和過載時向繼電裝置提供切斷故障電的信號

路，保護供電系統的安全。保護用電流互感器的工作條件和測量電流

變壓器則完全不同，保護變壓器只有在電流比正常電流大幾倍幾十倍的情況下才開始有效工作。變壓器對保護的主要要求：1.絕緣可靠，2.足夠精確的極限系數，3.足夠的熱穩定性和動態穩定性。

保護用變壓器能滿足額定負荷下的精度等級要求最大初級電流稱為額定精度極限初級電流。精確極限系數是額定精確極限一次電流與額定一次電流的比值。當一次電流足夠大時，鐵芯就會飽和，不能反映一次電流精確的極限系數是其特點。保護用變壓器的精度等級為5P、10P，表示一次電流精確額定時允許電流誤差為1%3%綜合誤差為5%10%

線路故障時，沖擊電流產生熱量和電磁力，必須由電流互感器承擔保護。電流互感器在二次繞組短路的情況下，一秒鐘內能夠承受而不損壞的一次電流的有效值稱為額定短期熱電流。在二次繞組短路的情況下，電流互感器能承受而不損壞的一次電流峰值稱為額定動態穩定電流。

保護用電流互感器的精度等級為5P/10P，10P標記復合誤差小于10%

按絕緣介質分類

1、干式電流互感器：普通絕緣材料浸漆絕緣。

2、鑄造電流互感器：用環氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注的電流互感器。

3、油浸式電流互感器：用絕緣紙和絕緣油做絕緣，一般是室外。

4、氣體絕緣電流互感器：主絕緣由氣體組成。

按安裝方式分類

1、穿透電流互感器：用于穿過面板或墻壁的電流互感器。

2、柱式電流互感器：安裝在平面或柱子上的電流互感器，用作一次回路的導體柱。

3、套管式電流互感器：無一次導體和一次絕緣的電流互感器，直接套在絕緣套管上。

4：母線電流互感器：無一次導體但有一次絕緣并直接套在母線上的電流互感器。

按原理分類

1、電磁電流互感器：根據電磁感應原理實現電流轉換的電流互感器。

2、電子電流互感器：

例如（1）光學電流互感器是指采用光學器件作為被測電流傳感器，由光學玻璃制成、全光纖等構成。

2）空心線圈電流互感器。也稱為羅果夫斯基線圈電流互感器。空心線圈常由漆包線均勻纏繞在環形骨架上制成，骨架由塑料制成、陶瓷等非鐵磁材料的相對磁導率與空氣相同，這是空心線圈區別于帶鐵芯電流互感器的顯著特點。

3）鐵芯線圈式低功率電流互感器（LPCT）它是傳統電磁式電流互感器的發展。根據高阻抗電阻器的設計，在非常高的初級電流下改善了飽和特性，擴展了測量范圍，降低了功耗，并且可以在不飽和的情況下高精度地測量直到短路電流的過電流、全偏置短路電流，測量和保護可與鐵芯線圈共用一個小功率電流互感器，其輸出為電壓信號。