互感器(instrument transformer)又称为仪用变压器,是电流互感器和电压互感器的统称。
能将高电压变成低电压、大电流变成小电流,用于测量或保护系统
其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或1A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。
同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。
互感器的工作原理与变压器相同
(1) 互感器的主要部件——铁心和套在铁心上的绕组,
(2)绕组只有磁耦合没电联系
(3)在一次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通在两绕组中分别感应电动势。
互感器可分为电流互感器和电压互感器
电流互感器按工作原理分可分为电磁式、光电式、电容式和无线电式
电磁式电流互感器的主要结构类型有穿心式和支柱式,穿心式又可分为带穿心导电体和不带穿心导电体
支柱式电流互感器
电流互感器为支柱式结构,一次绕组和二次绕组及其铁心组合在一起,器身封闭在环氧树脂混合料的浇注体内,为环氧树脂浇注全封闭支柱产品,适用于额定频率为50Hz或60Hz、额定电压10kV及以下的电力系统中,作电能计量、电流测量和继电保护用
穿心式电流互感器
穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组,载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。
二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路
由于穿心式电流互感器不设一次绕组,其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定,穿心匝数越多,变比越小;反之,穿心匝数越少,变比越大,
额定电流比:I1/n。
式中I1——穿心一匝时一次额定电流;
n——穿心匝数。
注意:
穿心匝数是以穿过空心的根数为准,而不是以外围的匝数计算,否则将误差1匝
电流互感器的误差
电流互感器主要由一次绕组、二次绕组及铁芯组成。
当一次绕组中流过电流I1时,在一次绕组上就会存在一次磁动势I1 N1。
根据电磁感应和磁动势平衡原理,在二次绕组中就会产生感应电流I2,并以二次磁动势I2N2去抵消一次磁动势I1N1。
在理想情况下,存在磁动势平衡方程式I1N1+I2N2=0。
此时,电流互感器不存在误差,称为理想互感器。
根据上式可推算出电流比与匝数成反比,以上,就是电流互感器的基本工作原理。
在实际中,要使电磁感应这一能量转换形式持续存在,就必须持续供给铁芯一个激磁磁动势I0Nl,方程式变为I1Nl+I2N2=I0Nl。
可见,激磁磁动势的存在,是电流互感器产生误差的主要原因。