电流不能开路、电压不能短路的真相：互感器工作原理深度解析！
电流不能开路、电压不能短路的真相：互感器工作原理深度解析！
在电力系统中，电流互感器（CT）和电压互感器（PT）是连接一次侧和二次侧的关键设备。为什么电流互感器不能开路运行，而电压互感器不能短路运行？本文将从变压器的基本原理出发，深入解析这两种互感器的工作机制及其安全运行要求。
电力系统中的一次侧和二次侧靠互感器联系，简称CT（电流互感器）和PT（电压互感器）。然而电压互感器不能短路运行，而电流互感器不能开路运行，电压互感器一旦短路或者电流互感器一旦开路运行都将损坏互感器或者产生危险。
从原理上讲，电压互感器和电流互感器原理上都是变压器，电压互感器关注电压的变化，电流互感器关注电流的变化。那么为什么同样是变压器，电流互感器不能开路运行，电压互感器不能短路运行呢？
首先变压器工作原理为一次二次绕组同时绕在一个铁芯上，交变的一次电流产生交变的磁场。因为一次绕组和二次绕组的线圈匝数分别为N1和N2，故一次电压与二次电压的比值U1/U2=N1/N2，同理一次电流与二次电流的比值I1/I2=N2/N1。
电压互感器正常运行时，将一次侧高压装变为二次侧低压（一般测量用电压互感器的二次侧额定电压为100V），二次线圈相当于开路，阻抗ZL很大，若二次回路短路时，阻抗ZL迅速减小到几乎为零，这时二次回路会产生很大的短路电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。
电流互感器在正常运行时，将一次侧大电流转变成二次侧小电流，阻抗ZL很小，相当于二次线圈在短路状态下运行。二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁势起去磁作用，励磁电流甚小，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二次电流等于零，去磁作用消失，但是一次线圈的ε1保持不变，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁芯内磁通量Φ剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很多，就会在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，而且将严重危及人身安全。因此，电流互感器二次侧开路是绝对不允许的。
在正常运行时，ε1和ε2保持不变。电压互感器一次侧并联在回路中，电压相对较高，电流非常小，正常运行时二次侧的电流也非常小几乎为0，在二次回路中与开路无限大阻抗形成一个相对平衡。当二次侧阻抗迅速减小到短路时，因为ε2保持不变，势必会导致二次电流迅速增大，烧坏二次线圈。
同样的道理，在正常运行时，ε1和ε2保持不变。电流互感器一次侧串联在回路中，电流相对较高，电压非常小，正常运行时二次侧的电压也非常小几乎为0，在二次回路中与短路无限小阻抗形成一个平衡。当二次回路阻抗迅速增大到开路时，二次电流迅速降为0，一次电流全部转化为励磁电流，导致磁通迅速增大达到饱和烧坏互感器。