电流互感器数比及案例

电流互感器产生的输出与流过初级绕组的电流成比例，这是由于初级电压上的恒定电位

电流互感器（CT），是一种“仪表变压器”，设计用于在其次级绕组中产生交流电流，该交流电流与其初级绕组中测量的电流成比例。 电流互感器将高压电流降低到更低的值，并提供一种使用标准电流表安全监控AC传输线中流动的实际电流的便捷方式。基本电流互感器的工作原理与普通电压互感器略有不同。

典型电流互感器

与之前看到的电压或电源变压器不同，电流互感器仅包含一个或几个匝数作为其初级绕组。该初级绕组可以是单个扁平绕组，缠绕在磁芯上的重型绕线圈，也可以是通过中心孔放置的导体或汇流条，如图所示。

由于这种类型的布置，电流互感器通常也被称为“串联变压器”，因为初级绕组从不超过很少的匝数，与供电负载的载流导体串联。

次级然而，绕组可能有大量的线圈匝缠绕在低损耗磁性材料的叠片铁芯上。该磁芯具有较大的横截面积，因此使用小得多的横截面积导线产生的磁通密度较低，这取决于在试图输出恒定电流时必须降低多少电流，而与连接无关。负载。

次级绕组将以电流表的形式向短路或电阻负载提供电流，直到次级绕组中感应的电压大到足以使磁芯饱和或导致过电压击穿失败。

与电压互感器不同，电流互感器的初级电流不依赖于次级负载电流，而是由外部负载控制。对于较大的初级电流额定值，次级电流通常额定为标准1安培或5安培。

有三种基本类型的电流互感器：伤口，环形和bar。

绕组电流互感器 - 变压器初级绕组与导体串联连接，导体承载在电路中流动的测量电流。次级电流的大小取决于变压器的匝数比。

环形电流互感器 - 这些不包含初级绕组。相反，承载在网络中流动的电流的线穿过环形变压器中的窗口或孔。一些电流互感器有一个“分裂铁芯”，可以打开，安装和关闭，而无需断开它们所连接的电路。

棒式电流互感器 - 这电流互感器的类型使用主电路的实际电缆或母线作为初级绕组，相当于单匝。它们与系统的高工作电压完全绝缘，通常用螺栓固定在载流装置上。

电流互感器可降低或“降压”电流水平从数千安培下降到已知比率的标准输出，正常运行时为5安培或1安培。因此，小型且精确的仪器和控制设备可以与CT一起使用，因为它们与任何高压电力线绝缘。电流互感器有各种计量应用和用途，例如瓦特表，功率因数表，电能表，保护继电器，或磁路断路器或MCB的跳闸线圈。

电流互感器

通常，电流互感器和电流表一起用作匹配对，其中电流互感器的设计是例如，提供对应于电流表上的满量程偏转的最大二次电流。在大多数电流互感器中，初级和次级绕组中的两个电流之间存在近似的反向匝数比。这就是为什么CT的校准通常用于特定类型的电流表。

大多数电流互感器的标准二级额定值为5安培，初级和次级电流表示为比例如100 / 5。这意味着初级电流比次级电流大20倍，因此当100安培流入初级导体时，它将导致5安培流入次级绕组。比如500/5的电流互感器，在初级导体中将产生5安培的500安培，大于100倍。

通过增加次级绕组的数量，Ns，二次电流可以是比测量的初级电路中的电流小得多，因为当Ns增加时，Is下降了一定比例的量。换句话说，初级和次级绕组中的匝数和电流以反比例相关。

电流互感器与任何其他变压器一样，必须满足安匝方程式，我们从双绕组电压互感器教程中知道这个匝数比等于：

我们得到：

当前比率将设定匝数比和主要通常由一个或两个匝组成，而次要匝数可以有几百匝，初级和次级之间的比例可能非常大。例如，假设初级绕组的额定电流为100A。次级绕组的标准额定值为5A。然后，初级和次级电流之间的比率为100A至5A，或20：1。换句话说，初级电流比次级电流大20倍。

但应注意，额定电流为100/5的电流互感器与额定电流为20/1的电流互感器不同。细分为100/5。这是因为100/5的比率表示“输入/输出电流额定值”而不表示初级电流与次级电流的实际比率。另请注意，初级绕组和次级绕组中的匝数和电流是相反的比例。

但是，通过修改初级绕组匝数比可以实现电流互感器匝数比的相对较大的变化。 CT的窗口，其中一个主要转弯等于一次通过并且多次通过窗口导致电气比率被修改。

因此，例如，具有300 / 5A关系的电流互感器如图所示，通过使主要主导体穿过其内部窗口两到三次，可以将其转换为150 / 5A或甚至100 / 5A中的另一个。这允许更高值的电流互感器在较小的初级电流线上使用时为电流表提供最大输出电流。

电流互感器初级匝数比

电流互感器示例No1

条形电流互感器，其初级绕组为1匝，次级绕组为160匝，用于标准范围的电流表，内阻为0.2Ω。当初级电流为800安培时，电流表需要提供满量程偏转。计算电流表上的最大次级电流和次级电压。

次级电流：

电流表电压：

我们可以看到，由于电流互感器的次级连接电流表，它有一个非常小的在整个初级电流下，次级绕组两端的电压降仅为1.0伏。

然而，如果电流表被移除，则次级绕组有效地变为开路，因此变压器用作升压变压器。这部分是由于二次磁芯中磁化磁通量的非常大的增加，因为次级漏电抗会影响次级感应电压，因为次级绕组中没有相反的电流来防止这种情况。

结果在次级绕组中感应的非常高的电压等于：在次级绕组上产生的Vp（Ns / Np）。因此，例如，假设我们上面的电流互感器用于480伏地对三相电力线。因此：

这种高电压是因为初级和次级绕组的每匝电压比几乎是恒定的并且当Vs = Ns * Vp时，Ns和Vp的值是高值，因此Vs非常高。

因此，电流互感器不应保持开路或在无负载情况下运行当主要初级电流流过它时，就像变压器不应该短路一样。如果要拆除电流表（或负载），应首先在次级端子之间进行短路，以消除电击风险。

这种高电压是因为次级开路时变压器的铁芯工作在高饱和度，没有任何阻止它，它产生一个异常大的二次电压，在我们上面的简单例子中，这是在76.8kV !.如果意外触碰CT的端子，这种高次级电压可能会损坏绝缘层或导致触电。

手持式电流互感器

现在有许多特殊类型的电流互感器可供选择。可用于测量电路负载的流行和便携式称为“钳形表”，如图所示。

钳形仪表在载流导体周围打开和关闭，并通过确定其周围的磁场来测量其电流通常在数字显示器上提供快速测量读数而无需断开或打开电路。

除了手持式钳式CT，还提供分体式电流互感器，其一端可拆卸，以便负载导体或汇流条不必断开连接即可安装。这些可用于测量100至5000安培的电流，方形窗口尺寸从1“到超过12”（25到300mm）。

然后总结一下，电流互感器， （CT）是一种仪器变压器，用于通过磁介质将初级电流转换为次级电流。其次级绕组提供大大降低的电流，可用于检测过流，欠流，峰值电流或平均电流条件。

电流互感器初级线圈始终与主导线串联连接它也被称为串联变压器。额定二次电流额定值为1A或5A，便于测量。结构可以是一个单一的初级转弯，如环形，圆环式或棒型，或少数绕组初级绕组，通常用于低电流比。

电流互感器旨在用作比例电流装置。因此，电流互感器的次级绕组不应该在开路中工作，就像电压互感器不应该短路一样。

通电的二次回路开路会产生很高的电压电流互感器，如果要在移除系统之前移除电流表或不使用CT时，必须将其端子短路。

在下一个关于变形金刚的教程中，我们将看看会发生什么当我们将星形或三角形配置的三个变压器连接在一起时，产生一个更大的电力变压器，称为三相变压器，用于提供三相电源。