电流互感器是什么

电流互感器（Current Transformer，CT）是什么？

1. 定义与核心功能

电流互感器是一种基于电磁感应原理的测量设备，用于将高电流（如电力系统的主回路电流）按比例转换为低电流（通常为5A或1A），以便安全、精确地测量、监控或保护电路。
类比：类似于“电流放大镜”，将难以直接测量的强电流缩小为可处理的弱电流，同时保持电流的相位和波形特征。

2. 工作原理

结构：由铁芯和绕组组成，一次绕组（1匝或几匝）串联在主电路中，二次绕组（多匝）连接测量仪表或保护装置。

电磁感应：主电路中的大电流通过一次绕组产生磁场，铁芯将磁场耦合到二次绕组，根据匝数比（N₁/N₂）输出缩小的电流。
公式：I₁/I₂ = N₂/N₁（I₁为主电流，I₂为二次电流）

隔离作用：二次侧与主电路电气隔离，确保操作人员和设备安全。

3. 主要应用场景

电力计量：配合电能表测量用电量（如家庭电表）。

继电保护：检测过载、短路等故障，触发断路器跳闸。

监控与控制：实时监测电流变化，优化电力系统运行。

实验室测试：测量高电流设备的电气参数。

4. 关键参数

变比（Ratio）：如1000:5，表示主电流1000A对应二次电流5A。

准确级（Accuracy Class）：如0.2S级（计量用）、5P级（保护用），反映测量误差范围。

额定容量（Burden）：二次侧允许的最大负载（VA），需匹配仪表阻抗。

绝缘等级：决定其耐压能力（如10kV、35kV）。

5. 类型与分类

类型	特点	应用场景
穿心式CT	一次绕组为导线直接穿过铁芯，结构简单，适用于大电流测量。	配电柜、电缆线路。
母线式CT	一次绕组为母线本身，无需额外导线，适合高电压环境。	高压开关柜、变电站。
套管式CT	直接套在绝缘套管上，用于高压设备（如变压器）的电流测量。	变压器、GIS设备。
电子式CT	基于罗氏线圈或光学原理，无铁芯饱和问题，适用于数字化电力系统。	智能电网、新能源发电。

6. 注意事项

二次侧严禁开路：开路会导致二次侧产生高电压（可能击穿绝缘或引发触电），必须确保二次回路闭合（如接仪表或短路片）。

负载匹配：二次侧负载超过额定容量会导致测量误差增大或过热。

温度与频率影响：高温或频率变化可能影响铁芯性能，需选择适配环境的CT。

7. 与电压互感器（PT）的区别

特性	电流互感器（CT）	电压互感器（PT）
测量对象	电流	电压
连接方式	一次绕组串联在电路中	一次绕组并联在电路中
二次侧电流	通常为5A或1A	通常为100V或110V
安全风险	严禁二次侧开路	严禁二次侧短路

8. 实际应用案例

家庭电表：通过CT测量入户电流，计算用电量。

变电站保护：CT实时监测电流，当发生短路时快速切断电路。

新能源发电：电子式CT配合数字化系统，实现精准监控与故障诊断。

总结

电流互感器是电力系统中不可或缺的“电流翻译官”，通过电磁感应将高电流转换为低电流，确保测量、保护与监控的安全性和准确性。其设计需兼顾变比、准确级、绝缘等级等参数，并严格遵守二次侧不开路等操作规范。随着智能电网的发展，电子式CT等新型技术将进一步提升电力系统的智能化水平。

审核编辑 黄宇