电流互感器的使用分析
电流互感器的使用分析
电流互感器是电力系统中常用的测量设备，能够将大电流转换为小电流，便于测量和保护。本文通过作者参加全国电子设计大赛的经历，详细介绍了电流互感器的原理、使用方法和注意事项，具有较高的实用价值和参考意义。
什么是电流互感器？
电流互感器是一种依据电磁感应原理工作的设备，能够将一次侧的大电流转换为二次侧的小电流。如图所示，左侧绕组匝数较少，右侧较多，根据I1xN1 = I2xN2可知，二次侧电流I2会衰减N1/N2倍。
在实际应用中，匝数比的选择需要根据具体需求来定。例如，为了满足方案要求，作者选择了匝数比为1:1000的工频电流互感器，即衰减1000倍。如果主线路电流最大为I1=10A，额定电流15A的工频互感器却有些难找，记得当时是我们实验室老师亲自去采购。
电流互感器的实际使用
实际使用的电流互感器，行业上通常叫做“兵”字互感器，使用简单而且广泛。如图所示，火线直接从中心圆洞中穿出，即一次侧匝数N1=1，而二次侧为测量交流电流测，所以利用下面的两个引脚将互感器串联至测量设备中即可。
互感器使用注意事项
互感器二次侧必须接地
三个感叹号足以表达作者心中的懊恼。二次侧为什么要接地？二次侧不是测量端吗？听我慢慢道来。因为二次侧负载阻抗非常小，在工作时候，二次侧几乎处于短路状态，磁动势很小，绕组感应电动势也很小，处于低压状态；一旦二次侧发生开路/断路，一次侧电流全部励磁，二次侧直接产生高压电，直接烧掉一切串联仪器仪表设备。（ps：这也许可能大概是当时我们烧毁单片机的原因hhh）；总之接地意义在于：防止一次侧高压电窜入二次侧，当然你不接地也能正常工作，但安全得不到保证。
怎么接地？
电流互感器接地，是单点接地，也叫做保护接地，这样互感器工作时，对地不会形成回路（对地电容为零），也就不会有电流流入大地，保证测量精确性。
行业上，生产电流互感器的厂家按照规定：如果接地，就将二次测的S2端子接地，具体如下图所示，一次侧火线（图中红线穿出），二次侧（图中蓝线串联至测量设备），S2黑线接地。
实际电路举例
下图是武汉大学一位博士设计的电路，也是为互感器检测电压电流服务，你也可以发现它的二次侧连接放大器的同相输入端都接地了！
总结，往往简单的器件也包涵了很多理论知识，使用起来需更加细致，摸清原理，摸透使用技巧，才能在大工程里稳稳当当。大部分内容与图片为网络资源整合，侵权删。
2022.9.26补充
博主大四，目前也是处在找工作的阶段，在面试一家武汉公司过程中，碰巧他们公司也是做电流、电压检测的，我也参加了他们的线下面试，在技术面的过程中，他们让我画出了电流互感器与后级差动放大器的电路图，并且对我的电路图提出了宝贵意见，其中就有关于电流互感器的使用问题；
互感器的二次侧必须有完整的回路，不能开路，所以这就涉及到到了我画的差动放大器，它的同相输入端与反相输入端之间应该连接一个电阻或者电容，来保证我的二次侧回路完整，而我们当时比赛做的电路二次侧与放大器两端是开路的，而且我们的目的是测电流，根据运放的虚断，你的输入端都没有完整回路那我们还怎么测电流呢？