电流互感器原理
一、电流互感器结构原理
1 普通电流互感器结构原理
电流互感器的结构 电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。
工作原理 其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流();二次绕组的匝数(N)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷2
(Z)串联形成闭合回路，见图1。
图1 普通电流互感器结构原理图
由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，IN=IN，电流互感器额定电流比:1122
。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。
2 穿心式电流互感器结构原理
结构原理 穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，而由被保护的相线与零线穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图2。
图2 穿心式电流互感器结构原理图
由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小;反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比:。 式中I1——穿心一 匝时一次额定电流;
n——穿心匝数。
3 特殊型号电流互感器
3.1 多抽头电流互感器结构原理 。
结构 这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图3。
图3 多抽头电流互感器原理图
工作原理 例如二次绕组增加两个抽头，K1、K2为100/5，K1、K3为75/5，K1、K4为50/5等。
优点 此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比，调换二次接线端子的接线来改变变比，而不需要更换电流互感器，给使用提供了方便。
3.2 不同变比电流互感器。
结构 这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组，而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组，以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要，见图4。
图4 不同变比电流互感器原理图
工作原理 例如在同一负荷情况下，为了保证电能计量准确，要求变比较小一些(以满足负荷电流在一次额定值的2/3左右)，准确度等级高一些(如1K1、1K2为200/5、0.2级);而用电设备的继电保护，考虑到故障电流的保护系数较大，则要求变比较大一些，准确度等级可以稍低一点(如2K1、2K2为300/5、1级)。
3.3 一次绕组可调，二次多绕组电流互感器。
特点 这种电流互感器的特点是变比量程多，而且可以变更，多见于高压电流互感器。其一次绕组分为两段，分别穿过互感器的铁心，二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组。一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接，通过变更连接片的位置，使一次绕组形成串联或并联接线，从而改变一次绕组的匝数，以获得不同的变比。带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组，随着一次绕组连接片位置的变更，一次绕组匝数相应改变，其变比也随之改变，这样就形成了多量程的变比，见图5(图中虚线为电流互感器一次绕组外侧的连接片)。
带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级，可以分别应用于电能计量、指示仪表、变送器、继电保护等，以满足各自不同的使用要求。例如当电流互感器一次绕组串联时(图5a)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K1、2K2，2K2、2K3为300/5，1K1、1K3，2K1、2K3为150/5;当电流互感器一次绕组并联时(图5,5b)，1K1、1K2，1K2、
1K3，2K1、2K2，2K2、2K3为600/5，1K1、1K3，2K1、2K3为300/5。其接线图和准确度等级标准在铭牌上或使用说明书中。
(a)一次串联(两匝)
(b)一次并联(一匝)
图5 一次绕组匝数可调、二次多绕组的电流互感器原理图
3.4 组合式电流电压互感器。组合式互感器由电流互感器和电压互感器组合而成，多安装于高压计量箱、柜，用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源。
组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心，固定在钢体构架上，浸入装有变压器油的箱体内，其一、二次绕组出线均引出，接在箱体外的高、低压瓷瓶上，形成绝缘、封闭的整体。一次侧与供电线路连接，二次侧与计量装置或继电保护装置连接。根据不同的需要，组合式电流电压互感器分为V/V接线和Y/Y接线两种，以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能，见图6(a)、(b)。
(a)两台电流互感器和电压互感器V/V接线
(b)三台电流互感器和电压互感器Y/Y接
图6 组合式电流电压互感器原理图 二、电流互感器使用注意事项
1.极性连接要正确。电流互感器一般按减极性标注，如果极性连接不正确，就会影响计量，甚至在同一线路有多台电流互感器并联时，全造成短路事故。
2.二次回路应设保护性接地点，并可靠连接。为防止一、二次绕组之间绝
缘击穿后高电压窜入低压侧危及人身和仪表安全，电流互感器二次侧应设保护性接地点，接地点只允许接一个，一般将靠近电流互感器的箱体端子接地。
3.运行中二次绕组不允许开路。否则会导致以下严重后果: (1)二次侧出现高电压，危及人身和仪表安全;
(2)出现过热，可能烧坏绕组;
(3)增大计量误差。
4.用于电能计量的电流互感器二次回路，不应再接继电保护装置和自动装置等，以防互相影响。
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