高品质仪用互感器的分析介绍

仪用互感器是一种测量用的设备，分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。

仪用互感器有两个目的：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。互感器有各种各样的规格，但电流互感器二次侧额定电流常用的有5A和1A两种，电压互感器二次侧额定电压通常为100V。

互感器除了可以用于测量电流和电压外，还可以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。下面分别介绍电流互感器和电压互感器。

1.电流互感器

图1-48是电流互感器的原理图，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。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。因此电流互感器的运行情况相当于变压器的短路运行。

图1-48　电流互感器原理图

如果忽略励磁电流，由变压器的磁动势平衡关系可得

式中：ki称为电流变比，是个常数。也就是说，把电流互感器的二次侧乘上一个常数作为一次侧被测电流的大小。测量I2的电流表可按kiI2来刻度，从表上直接读出被测电流。

由于互感器总有一定的励磁电流，故一、二次电流比只是近似一个常数，因此，把一、二次电流比按一个常数ki处理的电流互感器就存在着误差，用相对误差表示为

根据误差的大小，电流互感器分为下列各级：0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。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%，对各级的允许误差详见国家有关技术标准。

使用电流互感器时须注意以下事项：(www.xing528.com)

（1）二次侧绝对不允许开路。因为二次侧开路时，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，不但使绝缘击穿，而且危及工作人员和其它设备的安全。因此在一次侧电路工作时如需检修和拆换电流表或功率表的电流线圈，必需先将互感器二次侧短路。

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

2.电压互感器

图1-49所示是电压互感器的接线图。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。一次绕组匝数多，二次绕组匝数少。由于电压表或功率表的电压线圈内阻抗很大，因此，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1-49　电压互感器原理图

如果忽略漏阻抗压降，则有

式中：ku称为电压变比，是个常数。这就是说，把电压互感器的二次电压数值乘上常数ku作为一次侧被测电压的数值。量测U2的电压表可按kuU2来刻度，从表上直接读出被测电压。

实际的电压互感器，一、二次侧漏阻抗上都有压降，因此一、二次绕组电压比只是近似一个常数，必然存在误差。根据误差的大小可以分为0.2、0.5、1.0、3.0几个等级，每个等级允许误差可以参考有关技术标准。

使用电压互感器时须注意以下事项：

（1）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是接近于空载，如二次侧短路，则会产生很大的短路电流，绕组将因过热而烧毁。

（2）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。

（3）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。