浅谈电流互感器的构造及注意事项

李雅

电流互感器概括的说是由原线圈、副线圈、铁芯、絕缘支持物组成。它的构造种类很多。如按原线圈的匝数多少可分为单匝式（有芯柱型、母线型、套管型），多匝式（有线圈型、线环型、“8”字型、串级式）。此外还可按线圈的绝缘或铁芯的构造来区分。

在电气装置中，由于继电保护和测量仪表对电流互感器有不同的要求，必须装设误差特性和准确等级不同的电流互感器，有时为了副回路运行的可靠和测量的准确度，必须将作用不同的副电路分开。因此一般高压电流互感器都制成两个或两个以上的铁芯，电流互感器与电压互感器不同，每一个铁芯上只有一个副线圈。

一、单匝式电流互感器

芯柱型：原线圈为装在穿墙磁套管内的铜柱，穿墙磁套管作为原线圈和副线圈间及原线圈对地的主要绝缘，铁芯是用硅钢篇片弯成螺旋式制成环形，这样可以加快制造过程和减少铁芯损耗。

母线型：在额定电流大于1500安培时，原线圈制成粗大的芯柱并不适应，因此额定电压再10—20千伏，额定电流在2000安培以上时，制成母线型互感器。这种互感器中间是空的，原线圈利用穿过互感器瓷套官的载流母线来代替。

套管型：额定电压在35千伏以上时，广泛采用套管型的电流互感器。该铁芯制成环形，套在油开关的绝缘磁套管上，利用其中的载流导体作为原线圈。副线圈绕于环形铁芯上。近年来在10千伏以下的配电装置中，广泛的应用环氧树脂浇铸式绝缘的电流互感器。利用这种制做方法可使它的体积减小，造价降低。有部分芯柱型互感器做出浇铸式。

二、多匝式电流互感器

线圈型电流互感器做成支柱式，干式绝缘，用于户内，电压从500伏至10千伏采用了浇铸树脂绝缘，以代替过去的瓷绝缘。

线环型电流互感器原线圈装在两个瓷套管内，磁套管上装带有副线圈的铁芯。这种型式电流互感器的铁芯是用L形的铁片迭成。

“8”字型：当电压在35千伏以上时，广泛采用“8”字形的支柱式电流互感器，此种互感器用于户外装置。它的原线圈与带有副线圈的铁芯，象两个互相套着的环，形成一个“8”字形，铁芯由卷成螺旋形的变压器钢片制成。原线圈对地、副线圈及其铁芯的绝缘，是按整个装置对地电压计算。原线圈用多股铜线绕成，除了线匝间的绝缘外，外部还用电缆纸绝缘；副线圈在套入铁芯后，亦同样包上此种绝缘纸。原、副线圈这样分别绝缘，可以节省绝缘材料，减小体积。铁芯及线圈装在有变压器油的支柱式瓷外壳内，电压为35—110千伏时有两个或三个铁芯，220千伏有四个铁芯。

串级式电流互感器：当电压在220千伏及以上时，采用串级式结构可以大大节省绝缘材料。串级式电流互感器是由数个互感器相互迭置而成，但由于经数次变流，误差较大，为了保持一定的准确度，必须增加导线和铁芯截面，在一般情况下串级式电流互感器的级数不宜超过两个线圈。

三、电流互感器的工作原理

电流互感器是由闭合的铁芯及绕上几组线圈所组成，一次线圈（原绕组）的匝数较少，串接在需要测量电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过；二次线圈（副绕组）的匝数较多，串接在测量仪表或继电保护回路里。电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，但因测量仪表和保护装置的串联绕组的阻抗很小，电流互感器的工作情况接近短路，并且它的一次电流与二次回路的阻抗无关。

一次电流的向量与转过1800的二次电流的向量之间所夹的角度叫角误差，单位常常用分表示。总之，当电流互感器的二次负载超过互感器的额定值时，或电流互感器的一次电流大于其额定值过多时，其数值误差及角误差随着增大。

四、油浸电流互感器和套管电流互感器的优缺点

油浸电流互感器的绝缘强度高，准确度高，功率大，便于更换。一般用在35千伏以上的电网上。缺点：造价高，占地面积大，维护量大，热稳定较差。

套管电流互感器体积小，造价低，维护量小，热稳定度高。缺点：准确度低，二次线容易被油腐蚀。

五、电流互感器的容量

电流互感器的容量有标功率伏安数的，就是二次额定电流通过二次额定负载所消耗的功率伏安数。有时互感器的容量也有用二次负载欧姆值来表示。其欧姆值就是互感器整个二次串联回路的阻抗值（即所串回路各测量仪表、继电器线圈的阻抗值，导线的电阻及接触电阻的几何和）。从上式中知道互感器的容量是与阻抗成正比，电流互感器二次回路的阻抗大小，影响电流互感器的准确级数，所以电流互感器在运行中其阻抗值不超过铭牌所规定容量伏安数和欧姆值，才能保证它的准确级数。

根据使用要求，常用电流互感器分为0.2、0.5、1、3、10，五个准确等级。所谓准确级数就是互感器变比误差的百分值。互感器一次在额定电流下，二次负载越大则变比误差和角误差就越大；但在一次电流低于电流互感器额定电流时，互感器的变比误差和角误差也就随着增大。在某一准确级工作时的标称负载，就是互感器二次在这样负载欧姆值之下，互感器的变比误差不超过这一准确等级所规定的数值。

六、更换电流互感器要注意哪些问题

如果换运行中的电流互感器一组中损坏的一个时，需选择变比相同，极性相同，使用电压等级相符，伏安特性相近，经过试验合格的电流互感器去更换，更换电流互感器须停电进行。如果由于容量或变比不能满足需要更换的电流互感器时，除应注意以上几项外，还应当注意保护的定值以及仪表的倍率。

保险丝是易熔的金属，在电流超过一定限度时，温度增高以致使保险丝熔断。如果用保险丝短路电流互感器，一旦发生线路故障，容易造成保险丝熔断，致使电流互感器开路。

七、电流互感器注意事项

变压器差动保护用的电流互感器应该接在开关的母线侧，这样保护范围就较大，如果接在开关的变压器侧，保护范围较小。

1、电流互感器二次接地属于保护接地。防止一次绝缘击穿，二次串入高压，威胁人身安全，损坏设备。

2、当保护和仪表公用一套电流互感器，表计有工作时，必须在表计本身端子上短接，注意别开路和别把保护短路。现在一般电流互感器二次线接到保护，后接至表计，所以表计有工作，在表计本身端子上短接后，不影响保护。

3、电压互感器连接的是高阻抗回路，称为高压回路，电流互感器连接的是低阻抗回路，称为电流回路。如果电流回路接于电压互感器二次会使电压互感器短路，造成电压互感器保险熔断或电压互感器烧坏以及造成保护误动等事故。如电压回路接于电流互感器二次，则会造成电流互感器近似开路出现高电压，威胁人身和设备安全。

4、检查接头有无过热，有无声响，有无异味，瓷质部分应清洁完整无破损和放电现象，注油电流互感器的油面应正常无漏油渗油现象。

5、电流互感器可能出现开路、发热、冒烟，线圈螺丝松动，声响异常，严重漏油油面过低等异常现象。根据出现的异常情况进行判断处理，如用试温蜡片检查电流互感器发热程度，从声响和表计指示情况辨别电流互感器是否开路等。