仪用互感器：从传统到现代的升级优化

仪用互感器是一种测量用的设备，分为电流互感器和电压互感器两种，它们的工作原理与变压器相同。

使用互感器有三个目的：一是为了工作人员的安全，使测量回路与高压电网隔离；二是可以使用小量程的电流表、电压表分别测量大电流和高电压；三是统一了电流表、电压表的量程，减少备用仪表的规格型号。互感器的规格各种各样，但电流互感器副边额定电流都是5A或1A，电压互感器副边额定电压都是100V。

互感器除了用于测量电流和电压，还用于各种继电保护装置的测量系统，因此它的应用极为广泛。

1.电流互感器

1）电流互感器的连接

图1.12所示是电流互感器原理，电流互感器的一次绕组匝数少，二次绕组匝数多。它的一次侧串联接入主线路，被测电流为I1。二次侧接内阻抗极小的电流表或功率表的电流线圈，二次侧电流为I2。因此，电流互感器的运行情况相当于变压器短路运行。

图1.12　电流互感器原理图

如果忽略励磁电流，由变压器的磁通势平衡关系，可得

式中，ki为电流变比，是一个常数。

根据误差的大小，电流互感器分为0.2、0.5、1.0、3.0、10.0等精度等级，如0.5级的电流互感器表示在额定电流时误差最大不超过±0.5%。

2）电流互感器使用注意事项

二次侧绝对不许开路。因为副边开路时，电流互感器处于空载运行状态，此时一次侧被测线路电流全部为励磁电流，使铁芯中磁通密度明显增大。这一方面使铁损耗急剧增加，铁芯过热甚至烧坏绕组；另一方面将使二次侧感应出很高电压，不仅使绝缘击穿，而且危及工作人员和其他设备的安全。因此在一次侧电路工作时，如果需要检修和拆换电流表或功率表的电流线圈，必须先将互感器二次侧短路。(www.xing528.com)

为了使用安全，电流互感器的二次绕组必须可靠接地，以防绝缘击穿后，电力系统的高电压危及二次侧回路中的设备及操作人员的安全。

2.电压互感器

1）电压互感器的连接

图1.13所示是电压互感器原理图。一次侧直接并联在被测的高压电路上，二次侧接电压表或功率表的电压线圈。一次绕组匝数N1多，二次绕组匝数N2少，且由于电压表或功率表的电压线圈内阻抗很大，所以电压互感器实际上相当于一台二次侧处于空载状态的降压变压器。

图1.13　电压互感器原理图

如果忽略漏阻抗压降，则有

式中，ku为电压变比，是一个常数。

将电压互感器的二次电压数值乘以常数ku即得一次侧被测电压的数值。

2）电压互感器使用注意事项

使用时电压互感器的二次侧不允许短路，电压互感器正常运行时接近空载，如果二次侧短路，则会产生很大的短路电流，绕组将因过热而烧毁。

为安全起见，电压互感器的二次绕组连同铁芯一起必须可靠接地。

电压互感器有一定的额定容量，使用时二次侧不宜接过多的仪表，以免影响互感器的精度等级。