电流互感器：电力系统中的电流变换与隔离装置

电流互感器：电力系统中的电流变换与隔离装置

说起电流互感器，可能由于职业的原因，大家不太了解。今天就为大家讲解一下电流互感器。学过物理的人都知道电流的相关知识，因此了解电流互感器也就没有那么困难。其实电流互感器是通过电磁感应原理来工作的，其构成部件分为绕组和铁芯，它们的绕组上的匝数是经过计算的，通过电磁感应原理来达到测量的目的。

电流互感器的工作原理

电流互感器的工作原理基于电磁感应。它由闭合的铁心和绕组组成。一次绕组匝数较少，串联在需要测量的电流线路中，因此流过线路的全部电流都会通过一次绕组。二次绕组匝数较多，串联在测量仪表和保护回路中。在工作时，电流互感器的二次回路始终闭合，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，工作状态接近短路。

电流互感器的作用

在发电、变电、输电、配电和用电的线路中，电流大小差异很大，从几安到几万安不等。为了便于测量、保护和控制，需要将这些电流转换为统一的电流值。此外，线路上的电压通常较高，直接测量存在危险。因此，电流互感器起到了电流变换和电气隔离的作用。

对于指针式电流表，电流互感器的二次电流通常是安培级的（如5A等）。对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器的二次电流为毫安级，主要起到大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器也被称为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”还有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）

电流互感器的结构与特性

电流互感器与变压器类似，也是根据电磁感应原理工作，但变压器变换的是电压，而电流互感器变换的是电流。电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。

电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，称为实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比称为电流互感器额定电流比，用Kn表示。

$$
Kn=\frac{I1n}{I2n}
$$

电流互感器的应用

电流互感器的主要作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用于保护、测量等用途。例如，变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。

总结

通过以上介绍，相信大家对电流互感器的原理有了更深入的了解。电磁感应原理在现实生活中应用广泛，有兴趣的朋友可以在书中学习电磁感应原理，并了解其在生活中的具体应用。此外，也可以尝试自己制作小实验，进一步理解电磁感应原理。