测量型低压电流互感器设计及应用

0 概述

测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其他类似电器提供电流的电流互感器。测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等，目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用最经济合理的电流互感器，以上海安科瑞的AKH-0.66型电流互感器为例来分析测量用电流互感器的运用及特点。

AKH-0.66系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，二次导线采用高强度电磁漆包线，产品结构新颖，造型美观，安装方便，体积小，质量轻，准确度高，容量大。产品符合国标GB1208-2006。

1 电流互感器工作原理

低压电流互感器的工作原理如图1所示，电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2电流互感器二次电流（通常为5A、1A），N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K为电流互感器的变比。

图1

2 技术指标

测量CT一次电流5-6300A，二次电流5A，1A，0.1A，0.05A；双绕组CT一次电流5-6300A，二次电流5A、20mA，1A、20mA；双绕组传感器一次电流5-6300A，二次电流AC5A、DC4-20mA，AC1A、DC4-20mA；开口式CT一次电流100-6300A，二次电流5A，1A；额定工作电压AC0.66kV（等效AC0.69kV，GB156-2003）；额定频率50-60Hz；环境温度-30℃~70℃，最高耐温120℃；海拔高度≤3000m；工频耐压3000V/1min 50Hz；用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所。

3 产品分类

3.1 AKH-0.66/I型电流互感器，主要测量范围5-3000A，二次输出0-5A（0-1A），主要用于多（单）根电缆或单根母排穿越，适用面广，与电流表配合使用。

3.2 AKH-0.66/II型电流互感器，主要测量范围150-6300A，二次输出0-5A（0-1A），主要适用用于多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面平行，与电流表配合使用。

3.3 AKH-0.66/III型电流互感器，主要测量范围150-6300A，二次输出0-5A（0-1A），主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面垂直，与电流表配合使用。

3.4 AKH-0.66/S型双绕组电流互感器电流互感器，一次测量范围5-6300A，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5A（0-1A），供给电流表测量，另一路AC0-20mA，用于远传，与ARTU-32遥测装置、或电动机保护单元配合使用。

3.5 AKH-0.66/SM型双绕组电流传感器电流互感器，，一次测量范围5-6300A，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5A（0-1A），供给电流表测量，另一路DC4-20mA，用于远传，与自控仪表PLC或DC配合使用（辅助电源DC24V由PLC或DC提供），无须使用变送器，安装接线方便，为用户节约成本。

3.6 AKH-0.66K型开口式电流互感器主要应用于工业中城网、农网改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提高效率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。

4 应用实例

测量用电流互感器在低压配电系统中二次输出5A和1A的选择，是一些电气工程师经常遇到的问题。

2009年12月山东聊城某化工厂，各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有AKH-0.66/30I 200/5A 0.5级 5VA 穿心1匝等许多规格，使用的电流表为CL72-AI，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流完全不准确。

经分析，电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流I2e，通过二次回路额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e，即，S2e=I2e²Z2e；因数显表消耗的视在功率只有0.05VA，很小，所以我们可以不考虑，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82Ω，S2e=I2e²Z2e=5A²×2.82Ω=70.5VA，远远大于电流互感器的额定容量5VA，所以此时应该选择200/1A的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比5A电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。

从本实例可以得出电流互感器接数显电流表时，传输距离对比如表（一）

二次导线截面积（mm²）	额定二次电流（A）	互感器容量（VA）	单程传输距离（m）
1.5	5	2.5	4.2
1.5	1	2.5	106
2.5	5	5	14.2
2.5	1	5	355
4	5	10	45
4	1	10	1136
0.2	0.02	0.2	2840

表（一）传输距离对比

5 注意事项

5.1 电流互感器在接线时，同名端必须要保持一致，即P1、S1；P2、S2。

5.2 电流互感器在正常运行时，二次不得开路，防止二次开路产生高电压，影响人身和设备安全。

6 报价方案

6.1 AKH-0.66/I型

型号	规格	价格	型号	规格	价格
30I	200/5A以下	40	30I	100/1A以下	70
	250/5A	41		150/1A	75
	300/5A	42		200/1A	80
	400/5A	50		300/1A	89
	450/5A	55		400/1A	96
	500/5A	60		500/1A	113
40I	200/5A以下	50	40I	100/1A以下	76
	250/5A	54		150/1A	92
	300/5A	56		200/1A	116
	400/5A	57		250/1A	128
	450/5A	63		300/1A	139
	500/5A	65		400/1A	148
	600/5A	66		500/1A	158
	750/5A	68		600/1A	167
	800/5A	71		800/1A	181
	1000/5A	76		1000/1A	205
60I	100/5A以下	82	60I	100/1A以下	91
	150-350/5A	63		150/1A	104
	400/5A	65		200/1A	128
	450/5A	69		250/1A	139
	500/5A	71		300/1A	151
	600/5A	74		400/1A	174
	700/5A	80		500/1A	188
	750/5A	82		600/1A	195
	800/5A	84		800/1A	208
	1000/5A	97		1000/1A	218
	1200/5A	110		1200/1A	227
	1500/5A	147		1500/1A	239
	2000/5A	177		2000/1A	271
	2500/5A	195		2500/1A	302
80I	250/5A以下	103	80I	300/1A以下	227
	300-500/5A	89		400/1A	198
	600/5A	91		500/1A	221
	700-750/5A	100		600/1A	233
	800/5A	107		800/1A	245
	1000/5A	123		1000/1A	255
	1200/5A	141		1200/1A	260
	1500/5A	158		1500/1A	269
	2000/5A	181		2000/1A	282
	2500/5A	205		2500/1A	302
	3000/5A	229		3000/1A	332

6.2 AKH-0.66/S型

型号	规格	价格	型号	规格	价格
S-30I	5/5A/20mA	221	S-30I	5/1A/20mA	268
	10/5A/20mA	221		10/1A/20mA	268
	15/5A/20mA	221		15/1A/20mA	268
	20/5A/20mA	221		20/1A/20mA	268
	25/5A/20mA	221		25/1A/20mA	268
	30/5A/20mA	221		30/1A/20mA	268
	40/5A/20mA	221		40/1A/20mA	268
	50/5A/20mA	221		50/1A/20mA	268
	60/5A/20mA	221		60/1A/20mA	268
	75/5A/20mA	221		75/1A/20mA	268
	80/5A/20mA	221		80/1A/20mA	268
	100/5A/20mA	221		100/1A/20mA	268
	150/5A/20mA	257		150/1A/20mA	315
	200/5A/20mA	278		200/1A/20mA	336
S-40I	200/5A/20mA	305	S-40I	200/1A/20mA	368
	250/5A/20mA	305		250/1A/20mA	368
	300/5A/20mA	326		300/1A/20mA	389
	400/5A/20mA	326		400/1A/20mA	389
	500/5A/20mA	368		500/1A/20mA	441
	600/5A/20mA	368		600/1A/20mA	441
S-50II	600/5A/20mA	441	S-50II	600/1A/20mA	525
	750/5A/20mA	441		750/1A/20mA	525
	800/5A/20mA	441		800/1A/20mA	525
	1000/5A/20mA	473		1000/1A/20mA	567
	1200/5A/20mA	473		1200/1A/20mA	567
	1250/5A/20mA	473		1250/1A/20mA	567
S-60II	300/5A/20mA	336	S-60II	300/1A/20mA	399
	400/5A/20mA	336		400/1A/20mA	399
	500/5A/20mA	378		500/1A/20mA	452
	600/5A/20mA	378		600/1A/20mA	452
	750/5A/20mA	441		750/1A/20mA	536
	800/5A/20mA	441		800/1A/20mA	536
	1000/5A/20mA	483		1000/1A/20mA	588
	1200/5A/20mA	504		1200/1A/20mA	609
	1250/5A/20mA	504		1250/1A/20mA	609
	1500/5A/20mA	536		1500/1A/20mA	641
	2000/5A/20mA	609		2000/1A/20mA	725