淺談電流互感器的構(gòu)造及注意事項(xiàng)

李雅

電流互感器概括的說(shuō)是由原線圈、副線圈、鐵芯、絕緣支持物組成。它的構(gòu)造種類(lèi)很多。如按原線圈的匝數(shù)多少可分為單匝式（有芯柱型、母線型、套管型），多匝式（有線圈型、線環(huán)型、“8”字型、串級(jí)式）。此外還可按線圈的絕緣或鐵芯的構(gòu)造來(lái)區(qū)分。

在電氣裝置中，由于繼電保護(hù)和測(cè)量?jī)x表對(duì)電流互感器有不同的要求，必須裝設(shè)誤差特性和準(zhǔn)確等級(jí)不同的電流互感器，有時(shí)為了副回路運(yùn)行的可靠和測(cè)量的準(zhǔn)確度，必須將作用不同的副電路分開(kāi)。因此一般高壓電流互感器都制成兩個(gè)或兩個(gè)以上的鐵芯，電流互感器與電壓互感器不同，每一個(gè)鐵芯上只有一個(gè)副線圈。

一、單匝式電流互感器

芯柱型：原線圈為裝在穿墻磁套管內(nèi)的銅柱，穿墻磁套管作為原線圈和副線圈間及原線圈對(duì)地的主要絕緣，鐵芯是用硅鋼篇片彎成螺旋式制成環(huán)形，這樣可以加快制造過(guò)程和減少鐵芯損耗。

母線型：在額定電流大于1500安培時(shí)，原線圈制成粗大的芯柱并不適應(yīng)，因此額定電壓再10—20千伏，額定電流在2000安培以上時(shí)，制成母線型互感器。這種互感器中間是空的，原線圈利用穿過(guò)互感器瓷套官的載流母線來(lái)代替。

套管型：額定電壓在35千伏以上時(shí)，廣泛采用套管型的電流互感器。該鐵芯制成環(huán)形，套在油開(kāi)關(guān)的絕緣磁套管上，利用其中的載流導(dǎo)體作為原線圈。副線圈繞于環(huán)形鐵芯上。近年來(lái)在10千伏以下的配電裝置中，廣泛的應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄式絕緣的電流互感器。利用這種制做方法可使它的體積減小，造價(jià)降低。有部分芯柱型互感器做出澆鑄式。

二、多匝式電流互感器

線圈型電流互感器做成支柱式，干式絕緣，用于戶(hù)內(nèi)，電壓從500伏至10千伏采用了澆鑄樹(shù)脂絕緣，以代替過(guò)去的瓷絕緣。

線環(huán)型電流互感器原線圈裝在兩個(gè)瓷套管內(nèi)，磁套管上裝帶有副線圈的鐵芯。這種型式電流互感器的鐵芯是用L形的鐵片迭成。

“8”字型：當(dāng)電壓在35千伏以上時(shí)，廣泛采用“8”字形的支柱式電流互感器，此種互感器用于戶(hù)外裝置。它的原線圈與帶有副線圈的鐵芯，象兩個(gè)互相套著的環(huán)，形成一個(gè)“8”字形，鐵芯由卷成螺旋形的變壓器鋼片制成。原線圈對(duì)地、副線圈及其鐵芯的絕緣，是按整個(gè)裝置對(duì)地電壓計(jì)算。原線圈用多股銅線繞成，除了線匝間的絕緣外，外部還用電纜紙絕緣；副線圈在套入鐵芯后，亦同樣包上此種絕緣紙。原、副線圈這樣分別絕緣，可以節(jié)省絕緣材料，減小體積。鐵芯及線圈裝在有變壓器油的支柱式瓷外殼內(nèi)，電壓為35—110千伏時(shí)有兩個(gè)或三個(gè)鐵芯，220千伏有四個(gè)鐵芯。

串級(jí)式電流互感器：當(dāng)電壓在220千伏及以上時(shí)，采用串級(jí)式結(jié)構(gòu)可以大大節(jié)省絕緣材料。串級(jí)式電流互感器是由數(shù)個(gè)互感器相互迭置而成，但由于經(jīng)數(shù)次變流，誤差較大，為了保持一定的準(zhǔn)確度，必須增加導(dǎo)線和鐵芯截面，在一般情況下串級(jí)式電流互感器的級(jí)數(shù)不宜超過(guò)兩個(gè)線圈。

三、電流互感器的工作原理

電流互感器是由閉合的鐵芯及繞上幾組線圈所組成，一次線圈（原繞組）的匝數(shù)較少，串接在需要測(cè)量電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò)；二次線圈（副繞組）的匝數(shù)較多，串接在測(cè)量?jī)x表或繼電保護(hù)回路里。電流互感器在工作時(shí)，它的二次回路始終是閉合的，但因測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置的串聯(lián)繞組的阻抗很小，電流互感器的工作情況接近短路，并且它的一次電流與二次回路的阻抗無(wú)關(guān)。

一次電流的向量與轉(zhuǎn)過(guò)1800的二次電流的向量之間所夾的角度叫角誤差，單位常常用分表示?？傊?dāng)電流互感器的二次負(fù)載超過(guò)互感器的額定值時(shí)，或電流互感器的一次電流大于其額定值過(guò)多時(shí)，其數(shù)值誤差及角誤差隨著增大。

四、油浸電流互感器和套管電流互感器的優(yōu)缺點(diǎn)

油浸電流互感器的絕緣強(qiáng)度高，準(zhǔn)確度高，功率大，便于更換。一般用在35千伏以上的電網(wǎng)上。缺點(diǎn)：造價(jià)高，占地面積大，維護(hù)量大，熱穩(wěn)定較差。

套管電流互感器體積小，造價(jià)低，維護(hù)量小，熱穩(wěn)定度高。缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度低，二次線容易被油腐蝕。

五、電流互感器的容量

電流互感器的容量有標(biāo)功率伏安數(shù)的，就是二次額定電流通過(guò)二次額定負(fù)載所消耗的功率伏安數(shù)。有時(shí)互感器的容量也有用二次負(fù)載歐姆值來(lái)表示。其歐姆值就是互感器整個(gè)二次串聯(lián)回路的阻抗值（即所串回路各測(cè)量?jī)x表、繼電器線圈的阻抗值，導(dǎo)線的電阻及接觸電阻的幾何和）。從上式中知道互感器的容量是與阻抗成正比，電流互感器二次回路的阻抗大小，影響電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)數(shù)，所以電流互感器在運(yùn)行中其阻抗值不超過(guò)銘牌所規(guī)定容量伏安數(shù)和歐姆值，才能保證它的準(zhǔn)確級(jí)數(shù)。

根據(jù)使用要求，常用電流互感器分為0.2、0.5、1、3、10，五個(gè)準(zhǔn)確等級(jí)。所謂準(zhǔn)確級(jí)數(shù)就是互感器變比誤差的百分值?；ジ衅饕淮卧陬~定電流下，二次負(fù)載越大則變比誤差和角誤差就越大；但在一次電流低于電流互感器額定電流時(shí)，互感器的變比誤差和角誤差也就隨著增大。在某一準(zhǔn)確級(jí)工作時(shí)的標(biāo)稱(chēng)負(fù)載，就是互感器二次在這樣負(fù)載歐姆值之下，互感器的變比誤差不超過(guò)這一準(zhǔn)確等級(jí)所規(guī)定的數(shù)值。

六、更換電流互感器要注意哪些問(wèn)題

如果換運(yùn)行中的電流互感器一組中損壞的一個(gè)時(shí)，需選擇變比相同，極性相同，使用電壓等級(jí)相符，伏安特性相近，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)合格的電流互感器去更換，更換電流互感器須停電進(jìn)行。如果由于容量或變比不能滿(mǎn)足需要更換的電流互感器時(shí)，除應(yīng)注意以上幾項(xiàng)外，還應(yīng)當(dāng)注意保護(hù)的定值以及儀表的倍率。

保險(xiǎn)絲是易熔的金屬，在電流超過(guò)一定限度時(shí)，溫度增高以致使保險(xiǎn)絲熔斷。如果用保險(xiǎn)絲短路電流互感器，一旦發(fā)生線路故障，容易造成保險(xiǎn)絲熔斷，致使電流互感器開(kāi)路。

七、電流互感器注意事項(xiàng)

變壓器差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器應(yīng)該接在開(kāi)關(guān)的母線側(cè)，這樣保護(hù)范圍就較大，如果接在開(kāi)關(guān)的變壓器側(cè)，保護(hù)范圍較小。

1、電流互感器二次接地屬于保護(hù)接地。防止一次絕緣擊穿，二次串入高壓，威脅人身安全，損壞設(shè)備。

2、當(dāng)保護(hù)和儀表公用一套電流互感器，表計(jì)有工作時(shí)，必須在表計(jì)本身端子上短接，注意別開(kāi)路和別把保護(hù)短路?，F(xiàn)在一般電流互感器二次線接到保護(hù)，后接至表計(jì)，所以表計(jì)有工作，在表計(jì)本身端子上短接后，不影響保護(hù)。

3、電壓互感器連接的是高阻抗回路，稱(chēng)為高壓回路，電流互感器連接的是低阻抗回路，稱(chēng)為電流回路。如果電流回路接于電壓互感器二次會(huì)使電壓互感器短路，造成電壓互感器保險(xiǎn)熔斷或電壓互感器燒壞以及造成保護(hù)誤動(dòng)等事故。如電壓回路接于電流互感器二次，則會(huì)造成電流互感器近似開(kāi)路出現(xiàn)高電壓，威脅人身和設(shè)備安全。

4、檢查接頭有無(wú)過(guò)熱，有無(wú)聲響，有無(wú)異味，瓷質(zhì)部分應(yīng)清潔完整無(wú)破損和放電現(xiàn)象，注油電流互感器的油面應(yīng)正常無(wú)漏油滲油現(xiàn)象。

5、電流互感器可能出現(xiàn)開(kāi)路、發(fā)熱、冒煙，線圈螺絲松動(dòng)，聲響異常，嚴(yán)重漏油油面過(guò)低等異?，F(xiàn)象。根據(jù)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行判斷處理，如用試溫蠟片檢查電流互感器發(fā)熱程度，從聲響和表計(jì)指示情況辨別電流互感器是否開(kāi)路等。