互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱。能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，用于量測(cè)或保護(hù)系統(tǒng)。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓或標(biāo)準(zhǔn)小電流，以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。本期將對(duì)互感器的原理、特點(diǎn)和接線方式等進(jìn)行全面解析。

互感器的工作原理
（1）普通電流互感器
電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負(fù)荷電流通過(guò)一次繞組時(shí)，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流；二次繞組的匝數(shù)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)形成閉合回路，由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，電流互感器額定電流比電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。

（2）穿心式電流互感器
穿心式電流互感器其本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，載流（負(fù)荷電流）導(dǎo)線由L1至L2穿過(guò)由硅鋼片搟卷制成的圓形（或其他形狀）鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)形成閉合回路，由于穿心式電流互感器不設(shè)一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過(guò)互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多，變比越?。环粗?，穿心匝數(shù)越少，變比越大。
（3）多抽頭電流互感器
這種型號(hào)的電流互感器，一次繞組不變，在繞制二次繞組時(shí)，增加幾個(gè)抽頭，以獲得多個(gè)不同變比。它具有一個(gè)鐵心和一個(gè)匝數(shù)固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上，將不同變比的二次繞組抽頭引出，接在接線端子座上，每個(gè)抽頭設(shè)置各自的接線端子，這樣就形成了多個(gè)變比，此種電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)負(fù)荷電流變比，調(diào)換二次接線端子的接線來(lái)改變變比，而不需要更換電流互感器，給使用提供了方便。
（4）不同變比電流互感器
這種型號(hào)的電流互感器具有同一個(gè)鐵心和一次繞組，而二次繞組則分為兩個(gè)匝數(shù)不同、各自獨(dú)立的繞組，以滿足同一負(fù)荷電流情況下不同變比、不同準(zhǔn)確度等級(jí)的需要，例如在同一負(fù)荷情況下，為了保證電能計(jì)量準(zhǔn)確，要求變比較小一些（以滿足負(fù)荷電流在一次額定值的2/3左右），準(zhǔn)確度等級(jí)高一些；而用電設(shè)備的繼電保護(hù)，考慮到故障電流的保護(hù)系數(shù)較大，則要求變比較大一些，準(zhǔn)確度等級(jí)可以稍低一點(diǎn)。
（5）組合式電流電壓互感器
組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成，多安裝于高壓計(jì)量箱、柜，用作計(jì)量電能或用作用電設(shè)備繼電保護(hù)裝置的電源。組合式電流電壓互感器是將兩臺(tái)或三臺(tái)電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心，固定在鋼體構(gòu)架上，浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi)，其一、二次繞組出線均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接，二次側(cè)與計(jì)量裝置或繼電保護(hù)裝置連接。根據(jù)不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種，以計(jì)量三相負(fù)荷平衡或不平衡時(shí)的電能。
互感器的主要作用
電力系統(tǒng)為了傳輸電能，往往采用交流電壓、大電流回路把電力送往用戶，無(wú)法用儀表進(jìn)行直接測(cè)量?；ジ衅鞯淖饔?，就是將交流電壓和大電流按比例降到可以用儀表直接測(cè)量的數(shù)值，便于儀表直接測(cè)量，同時(shí)為繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供電源。電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓、小電流二次側(cè)的計(jì)量、測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的一種特殊變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等互相連接?；ジ衅髋c測(cè)量?jī)x表和計(jì)量裝置配合，可以測(cè)量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能；與繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配合，可以構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動(dòng)控制。互感器性能的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量的準(zhǔn)確性和繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。

互感器的分類及特點(diǎn)
（1）電子式互感器
變頻功率傳感器是一種電子式互感器，變頻功率傳感器通過(guò)對(duì)輸入的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行交流采樣，再將采樣值通過(guò)電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入二次儀表相連，數(shù)字量輸入二次儀表對(duì)電壓、電流的采樣值進(jìn)行運(yùn)算，可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數(shù)。
互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量?jī)x表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。
（2）組合互感器
組合互感器是將電壓互感器、電流互感器組合到一起的互感器。組合互感器可將高電壓變化為低電壓，將大電流變化為低電流，從而起到對(duì)電能計(jì)量的目的。
（3）鉗形互感器
鉗形電流互感器是一款精密電流互感器（直流傳感器），是專門為電力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量計(jì)量使用特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。該系列互感器選用高導(dǎo)磁材料制成，精度高。線性優(yōu)?？垢蓴_能力強(qiáng)等。使用時(shí)可以直接夾住母線或母排上無(wú)須截線停電其使用十分方便。它可配合多種測(cè)量?jī)x器，電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀、多功能電能表、示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、雙鉗式接地電阻測(cè)試儀、雙鉗式相位伏安表等， 可在電力不斷電狀態(tài)下，對(duì)多種電參量進(jìn)行測(cè)量和比對(duì)。
（4）零序互感器
零序電流保護(hù)的基本原理是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。 作用：當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，切斷電源。 使用：可在三相線路上各裝一個(gè)電流互感器，或讓三相導(dǎo)線一起穿過(guò)一零序電流互感器，也可在中性線N上安裝一個(gè)零序電流互感器，利用其來(lái)檢測(cè)三相的電流矢量和。零序電流互感器采用ABS工程塑料外殼、全樹脂澆注成密封，有效避免了互感器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的銹蝕。絕緣性能好，外形美觀。具有靈敏度高、線性度好運(yùn)行可靠，安裝方便等特點(diǎn)。其性能優(yōu)于一般的零序電流互感器，使用范圍廣泛，不僅適用于電磁型繼電保護(hù)，還能適用于電子和微機(jī)保護(hù)裝置。
互感器的接線形式
1.電流互感器的接線形式
（1）三相完全星形接線
三相完全星形接線可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的真是電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。
（2）兩相不完全星形接線

兩相兩繼電器不完全星形接線可以準(zhǔn)確反映兩相的真是電流。該接線方式應(yīng)用在6—10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。
（3）兩相差接線
該接線特點(diǎn)是U、W相電流互感器接成電流差式，通過(guò)繼電器的電流是U、W相電流互感器二次側(cè)電流差。該接線方式應(yīng)用在6—10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路、小容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)、小容量變壓器保護(hù)。
（4）單相接線
單相接線在三相負(fù)荷平衡時(shí)，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測(cè)量電路。
（5）兩相三完全星形接線
該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。
2.電壓互感器的接線形式
（1）單相接線
該接法僅適用于測(cè)量相間電壓。如果互感器一次繞組的一端接在線路上，另一端接地，互感器可測(cè)量某一相對(duì)地電壓。
（2）V—V接線
由兩個(gè)單相互感器接線成不完全星形（V—V形），用來(lái)測(cè)量各相間電壓，但不能測(cè)量相對(duì)地電壓，其廣泛應(yīng)用在20kV以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中。
（3）Y—Y接線
由三個(gè)單相互感器一次、二次側(cè)均接成Y形，可供給要求線電壓的儀表和繼電器以及要求相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。
（4）Y0/Y0/Δ接線
用三臺(tái)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成Y0/Y0/Δ接線，該接線方式其二次繞組用來(lái)測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形檢測(cè)零序電壓。用于3—220kV系統(tǒng)，供接入交流電網(wǎng)絡(luò)緣監(jiān)視儀表和繼電器用。
使用互感器的注意事項(xiàng)
應(yīng)用互感器時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
1）電流互感器的額定一次電流一般按線路的1.2~1.4倍電流選用電流互感器,這主要是考慮線路過(guò)載時(shí)不至于燒毀電流互感器和電流表或電能表等用電設(shè)備。
2）電流互感器的額定一次電流也不能選得比線路的實(shí)際工作電流相差太大，這將影響電流互感器的計(jì)量 精度。
3）互感器是在額定的二次輸出負(fù)載范圍內(nèi)才能保證互感器精度。因此包括二次線路負(fù)載以及計(jì)量裝置的負(fù)載都為互感器實(shí)際工作的負(fù)載，當(dāng)互感器二次實(shí)際輸出負(fù)載大于互感器二次額定輸出負(fù)載時(shí)，互感器精度將降低，嚴(yán)重過(guò)載時(shí)將燒毀互感器。
4）當(dāng)互感器二次實(shí)際輸出負(fù)載低于互感器額定二次輸出負(fù)載時(shí)，互感器的精度將降低。
5）電流互感器的二次側(cè)在使用時(shí)絕對(duì)不可開路。使用過(guò)程中拆卸儀表或繼電器時(shí)，應(yīng)事先將二次側(cè)短路。安裝時(shí)，接線可靠，不允許二次側(cè)安裝熔絲。
6）電流互感器二次側(cè)必須有一端接地。防止一次、二次側(cè)絕緣損壞，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。
7）電流互感器一次側(cè)串接在線路中，二次側(cè)的繼電器或測(cè)量?jī)x表串接。
8）電壓互感器的二次側(cè)在工作時(shí)不能短路。在正常工作時(shí)，其二次側(cè)的電流很小，近于開路狀態(tài)，當(dāng)二次側(cè)短路時(shí)，其電流很大，將燒毀設(shè)備。
9）電壓互感器的二次側(cè)必須有一端接地，防止一次、二次側(cè)擊穿時(shí)，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。
10）電壓互感器的一次、二次側(cè)通常都應(yīng)裝設(shè)熔絲作為短路保護(hù)，同時(shí)一次側(cè)應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)作為安全檢修用。
互感器燒壞原因如下：
1）電壓互感器低壓側(cè)匝間和相間短路時(shí)，低壓保險(xiǎn)尚未熔斷，由于激磁電流迅速增大，使高壓熔管熔絲 熔斷或燒壞互感器。
2）當(dāng)10kV出線發(fā)生單相接地時(shí)，電壓互感器一次側(cè)非故障相對(duì)地電壓為正常電壓值的根號(hào)3倍。電壓互 感器的鐵芯很快飽和，激磁電流急劇增強(qiáng)，使熔絲熔斷。
3）由于電力網(wǎng)絡(luò)中含有電容性和電感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件，在參數(shù)組合不利 時(shí)引起鐵磁諧振。
4）流過(guò)電壓互感器一次繞組的零序電流增大（相對(duì)于接地電流超標(biāo)的系統(tǒng)而言），長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，該零序互感器產(chǎn)生的熱效應(yīng)將使電壓互感器的絕緣損壞、炸裂。
5）系統(tǒng)中存在非線性的振蕩（弧光接地過(guò)電壓），大大加劇了系統(tǒng)中電壓互感器的損壞進(jìn)程。
6）電壓互感器自身的散熱條件較差。