原標題：電流互感器原理分類詳解

一、電流互感器基本原理

電流互感器（Current Transformer，簡稱CT）是一種依據電磁感應原理工作的測量設備，主要用于將高電流按比例轉換為低電流，以便于測量、保護和控制。其核心原理可以歸納為以下幾點：

1. 電磁感應：電流互感器的一次繞組串聯在被測電路中，流過被測電流 I1。一次繞組產生的交變磁通穿過二次繞組，根據法拉第電磁感應定律，在二次繞組中感應出電動勢 E2，從而產生二次電流 I2。

2. 變比關系：在理想情況下，電流互感器的一次電流 I1 與二次電流 I2 之比等于二次繞組匝數 N2 與一次繞組匝數 N1 之比，即：

I2I1=N1N2=K

其中，K 為電流互感器的變比。

3. 勵磁電流：實際電流互感器存在勵磁電流 I0，用于建立主磁通。勵磁電流的存在導致電流互感器存在誤差，包括比差和角差。

二、電流互感器分類

根據不同的分類標準，電流互感器可分為多種類型，以下從結構、用途、絕緣方式和安裝方式四個方面進行詳細介紹。

1. 按結構分類

• 貫穿式電流互感器

• 原理：一次繞組為一根導體，貫穿鐵芯窗口，二次繞組繞在鐵芯上。

• 特點：結構簡單，適用于大電流測量。

• 應用：常用于高壓開關柜、母線等場合。

• 支柱式電流互感器

• 原理：一次繞組和二次繞組均繞在鐵芯上，整體安裝在支柱上。

• 特點：結構緊湊，絕緣性能好。

• 應用：適用于戶外配電裝置。

• 套管式電流互感器

• 原理：直接安裝在變壓器或斷路器的套管上，一次繞組為套管內的導體。

• 特點：節省空間，安裝方便。

• 應用：常用于大型電力變壓器和斷路器。

• 母線式電流互感器

• 原理：沒有一次繞組，母線直接穿過鐵芯窗口作為一次繞組。

• 特點：結構簡單，成本低。

• 應用：適用于低壓配電系統。

2. 按用途分類

• 測量用電流互感器

• 原理：為測量儀表和計量裝置提供電流信號。

• 特點：精度要求高，通常為0.2級、0.5級等。

• 應用：電能計量、電流監測等。

• 保護用電流互感器

• 原理：為繼電保護裝置提供電流信號，在故障時準確反映電流變化。

• 特點：要求在短路電流下不飽和，保證保護裝置可靠動作。

• 應用：過流保護、差動保護等。

• TP類電流互感器

• 原理：專門用于暫態保護，能準確反映短路電流的暫態過程。

• 特點：具有高暫態面積系數，適用于快速保護。

• 應用：超高壓、特高壓系統的保護。

3. 按絕緣方式分類

• 干式電流互感器

• 原理：采用空氣或固體絕緣材料進行絕緣。

• 特點：結構簡單，無油，無火災危險。

• 應用：適用于室內低壓系統。

• 澆注式電流互感器

• 原理：用環氧樹脂等材料將繞組和鐵芯澆注成一個整體。

• 特點：絕緣性能好，防潮、防污穢。

• 應用：適用于戶內和戶外環境。

• 油浸式電流互感器

• 原理：繞組和鐵芯浸在絕緣油中，通過油進行絕緣和散熱。

• 特點：絕緣強度高，散熱性能好。

• 應用：適用于高壓、超高壓系統。

• 氣體絕緣電流互感器（GIS用）

• 原理：采用SF6氣體作為絕緣介質，安裝在氣體絕緣開關設備（GIS）中。

• 特點：體積小，絕緣性能優異。

• 應用：GIS組合電器。

4. 按安裝方式分類

• 穿墻式電流互感器

• 原理：安裝在墻壁或金屬板上，一次導體穿過互感器窗口。

• 特點：節省空間，安裝方便。

• 應用：適用于墻壁或金屬隔板安裝。

• 支持式電流互感器

• 原理：安裝在支柱上，一次導體從互感器窗口穿過。

• 特點：結構穩定，適用于戶外。

• 應用：戶外配電裝置。

• 裝入式電流互感器

• 原理：安裝在開關柜或設備內部，與設備一體化設計。

• 特點：集成度高，節省空間。

• 應用：開關柜、配電箱等。

三、電流互感器選型與應用注意事項

1. 準確級選擇

• 測量用：根據計量或監測要求選擇準確級，如0.2級、0.5級等。

• 保護用：根據保護裝置要求選擇準確級，如5P、10P等。

2. 額定容量選擇

• 確保二次負載（包括儀表、導線電阻等）不超過互感器的額定容量，否則會導致誤差增大。

3. 熱穩定和動穩定校驗

• 確保互感器在短路電流下不損壞，滿足熱穩定和動穩定要求。

4. 二次側開路防護

• 電流互感器二次側嚴禁開路，否則會產生高電壓，危及人身和設備安全。

5. 極性標識

• 注意互感器的極性標識，確保接線正確，避免測量或保護誤動作。