互感器简介

互感器简介

instrument transformer

互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

互感器原理

在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。

较早前，显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。现在的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。

微型电流互感器称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验

室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）

电流互感器原理线路图

微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。如图绕组N1接被测电流，称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；绕组N2接测量仪表，称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。

微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。

Kn=I1n/I2n

微型电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。

测量用电流互感器

测量用电流互感器主要与测量仪表配合，在线路正常工作状态下，用来测量电流、电压、功率等。

测量用微型电流互感器主要要求：

1、绝缘可靠，2、足够高的测量精度，3、当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱和（如500%的额定电流）以保护测量仪表。

保护用电流互感器

保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。

保护用互感器主要要求：1、绝缘可靠，2、足够大的准确限值系数，3、足够的热稳定性和动稳定性。

保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10%。

线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。

保护用电流互感器分为：1、过负荷保护电流互感器，2、差动保护电流互感器，3、接地保护电流互感器（零序电流互感器）。

互感器作用

电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、

测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络元件，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。

互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，其主要作用有：将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备；将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压（标准值）、小电流（标准值），使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求；将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。

互感器分类

互感器分为电压互感器和电流互感器两大类。电压互感器可在高压和超高压的电力系统中用于电压和功率的测量等。电流互感器可用在交换电流的测量、交换电度的测量和电力拖动线路中的保护。

电压互感器分类

按用途分

测量用电压互感器（或电压互感器的测量绕组。在正常电压范围内，向测量、计量装置提供电网电压信息。

保护用电压互感器（或电压互感器的保护绕组。在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电压信息。

按绝缘介质分

干式电压互感器。由普通绝缘材料浸渍绝缘漆作为绝缘，多用在及以下低电压等级。

浇注绝缘电压互感器。由环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型，多用在及以下电压等级。

油浸式电压互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，是我国最常见的结构型式，常用于及以下电压等级。

气体绝缘电压互感器。由气体作主绝缘，多用在较高电压等级。

通常专供测量用的低电压互感器是干式，高压或超高压密封式气体绝缘(如六氟化硫)互感器也是干式。浇注式适用于35kV及以下的电压互感器，35kV以上的产品均为油浸式。

按相数分

绝大多数产品是单相的，因为电压互感器容量小，器身体积不大，三相高压套管间的内外绝缘要求难以满足，所以只有3-15kV的产品有时采用三相结构。

按电压变换原理分

电磁式电压互感器。根据电磁感应原理变换电压，原理与基本结构和变压器完全相似，我国多在及以下电压等级采用。

电容式电压互感器。由电容分压器、补偿电抗器、中间变压器、阻尼器及载波装置防护间隙等组成，用在中性点接地系统里作电压测量、功率测量、继电防护及载波通讯用。

光电式电压互感器。通过光电变换原理以实现电压变换，目前还在研制中。

按使用条件分

户内型电压互感器。安装在室内配电装置中，一般用在及以下电压等级。

户外型电压互感器。安装在户外配电装置中，多用在及以上电压等级。

按一次绕组对地运行状态分

一次绕组接地的电压互感器。单相电压互感器一次绕组的末端或三相电压互感器一次绕组的中性点直接接地。

一次绕组不接地的电压互感器。单相电压互感器一次绕组两端子对地都是绝缘的；三相电压互感器一次绕组的各部分，包括接线端子对地都是绝缘的，而且绝缘水平与额定绝缘水平一致。

按磁路结构分

单级式电压互感器。一次绕组和二次绕组（根据需要可设多个二次绕组同绕在一个铁芯上，铁芯为地电位。我国在及以下电压等级均用单级式。

串级式电压互感器。一次绕组分成几个匝数相同的单元串接在相与地之间，每一单元有各自独立的铁芯，具有多个铁芯，且铁芯带有高电压，二次绕组（根据需要可设多个二次绕组处在最末一个与地连接的单元。我国目前在电压等级常用此种结构型式。

组合式互感器

由电压互感器和电流互感器组合并形成一体的互感器称为组合式互感器，也有把与组合电器配套生产的互感器称为组合式互感器。

电流互感器分类

按用途分

测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组。在正常工作电流范围内，向测量、计

量等装置提供电网的电流信息。

保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组。在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

按绝缘介质分

干式电流互感器。由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。

浇注式电流互感器。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。

油浸式电流互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。目前我国在各种电压等级均为常用。

气体绝缘电流互感器。主绝缘由气体构成。

按电流变换原理分

电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。

光电式电流互感器。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器，目前还在研制中。

按安装方式分

贯穿式电流互感器。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。

支柱式电流互感器。安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。

套管式电流互感器。没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。

母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。