电流互感器种类及运行注意事项

1.用途

电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流，变成标准的小电流（5A或1A）的电器。它与测量仪表相配合时，可测量电力系统的电流；与继电器配合时，则可对电力系统进行保护。同时，它能使测量仪表和继电保护装置标准化，并与高电压隔离。

电流互感器的原理接线如图7-7所示。它的一次绕组应串联在电力线路中，二次绕组接测量仪表、继电保护装置及指示电路等。

图7-7 电流互感器的原理接线图

2.特点

电流互感器是接近于短路运行的变压器，其基本原理与变压器没有多大差别，只是取其电流的变换罢了。

但是，电流互感器与普通变压器毕竟有所不同，它有以下两个特点：

1）电流互感器二次回路的负载是电流表或继电器的电流线圈，阻抗小，相当于变压器的短路运行。而一次电流由线路的负载决定，不由二次电流决定。因此，二次电流几乎不受二次负载的影响，只随一次电流的改变而变化，所以能测量电流，且具有一定的准确性。

2）电流互感器二次绕组绝对不允许开路运行。这是因为二次电流对一次电流产生的磁通是去磁的，一次电流一部分用以平衡二次电流，另一部分是励磁电流。如果二次开路，则一次电流全部是励磁电流，铁心过饱和，产生很高的感应电动势，从而产生很高的电压，极不安全。同时铁心损耗也增加，有烧坏的可能，所以它不能开路运行。

3.分类

电流互感器和电压互感器统称互感器，所以它的种类和分类基本一致，仅仅各自的规格、型号及代号不同。电流互感器按铁心形状可分为方框形和环形等。

通常，电流互感器主要是以一次绕组结构的不同，而分成不同的品种。因为它的一次绕组是串联在线路中，要求通过较大的电流，所以导线截面积较大，而匝数较少，往往只有1匝或几匝，有其独立的特点。

电流互感器的分类如下：

1）按安装地点分：电流互感器按安装地点可分为户内式、户外式及装入式。35kV以上多制成户外式，并以瓷套为箱体。以节约材料，减轻重量和缩小体积；装入式是套在35kV及以上变压器或多油断路器的套管上，故也称套管式。

2）按安装方法分：电流互感器按安装方法可分为穿墙式和支持式。穿墙式装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式则安装在平面或支柱上。

3）按绝缘分：电流互感器按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式和气体绝缘式等。干式用绝缘胶浸渍，适用于低压的户内电流互感器；浇注式利用环氧树脂作绝缘，浇注成型，其适用于35kV及以下的户内电流互感器，油浸式多为户外设备。

4）按一次绕组匝数分：电流互感器按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式按一次绕组型式又可分为贯穿式（一次绕组为单根铜杆或铜管）和母线式（以母线穿过互感器作为一次绕组），多匝式按其结构可分为绕组式、“8”字形（也称链形）、“U”字形。

5）按用途分：电流互感器按用途可分为测量用电流互感器和保护用电流互感器。

4.型号含义

型号示例：(www.xing528.com)

1）LMz-20表示母线浇注绝缘，额定电压为20kV级电流互感器。

2）LB-220表示带保护级户外一般地区用油浸电容型，额定电压为220kV级电流互感器。

5.电流互感器的主要技术性能

1）额定电压：电流互感器不标额定一、二次电压，只有额定电压。额定电压是一次绕组所接线路的线电压，与电压互感器的额定一次电压相同。因此它不是一次绕组两端的电压，而是标志一次绕组对二次绕组和地的绝缘水平，只说明电流互感器的绝缘强度，而与容量无关。

由于电流互感器的二次绕组的电压等于二次电流乘以二次负载，它是随二次负载变化的，于是一次绕组的电压也随二次负载变化，所以电流互感器都不标明一、二次（绕组）电压。电流互感器的电流比一般都大于1，所以一次电压小于二次电压。

2）额定一次电流：是决定电流互感器误差和温升的一个参数，它取决于系统的额定电流。

3）额定二次电流：是一个标准电流，一般为5A和1A。它取决于二次设备的标准化。

4）额定电流比：是额定一次电流与额定二次电之比，一般不以其比值表示，而是写成比式，例如150/5A等。

5）额定负载：是电流互感器二次所接电气仪表、仪器或继电保护装置、连接导线等的总阻抗，而负载是随二次回路变化的，所以规定有额定负载。额定负载以伏安（VA）表示，它是在规定的功率因数和额定二次电流条件下所吸取的。

因为二次额定电流是一定的，所以额定二次负载下的阻抗也是一定的，即等于伏安数除以额定二次电流的平方。

在规定的额定二次负载下，电流互感器的二次侧所供给的视在功率（规定功率因数下）又称额定输出或额定容量。额定负荷以VA表示时，与额定输出数值相等。

6）误差和准确级次：电流互感器的测量误差分为变比误差（简称比差）和相角误差（简称角差）两种。

变比误差百分数（ΔI％）由下式决定：

式中，k_I为电流互感器的电流比；I_1Ｎ为电流互感器一次额定电流（A）；I₂为电流互感器二次电流实测值（A）。

7）保护用电流互感器的10％倍数：对保护用的电流互感器提出一个最大允许误差值的要求，即允许变比误差最大不超过10％，角差最大不超过7°。所谓10％倍数，就是指一次电流倍数增加到ｎ倍（一般规定6～15倍）时，电流误差达到10％，此时的一次电流倍数ｎ倍称为10％倍数，10％倍数越大表示此互感器的过电流性能越好。

8）热稳定及动稳定倍数：电流互感器的热稳定及动稳定倍数，是表示互感器承受短路电流热作用和机械力作用的能力。

①热稳定电流：是指互感器在1S内承受短路电流的热作用而无损伤的一次电流有效值。所谓热稳定倍数，就是热稳定电流与电流互感器额定电流之比值。

②动稳定电流：是指一次线路发生短路时，互感器所能承受的无机械损伤的最大一次电流峰值。动稳定电流，一般为热稳定电流的2.55倍。所谓动稳定倍数，就是动稳定电流与电流互感器额定电流的比值。

9）电流互感器的极性：电流互感器一次绕组的头尾出线端分别用L₁和L₂标志；二次绕组的头尾出线端分别用k₁和k₂标志。L₁和k₁为同极性；L₂和k₂为同极性。