電流互感器（Current Transformer，CT）是什么？

1. 定義與核心功能

電流互感器是一種基于電磁感應原理的測量設備，用于將高電流（如電力系統的主回路電流）按比例轉換為低電流（通常為5A或1A），以便安全、精確地測量、監控或保護電路。
類比：類似于“電流放大鏡”，將難以直接測量的強電流縮小為可處理的弱電流，同時保持電流的相位和波形特征。

2. 工作原理

結構：由鐵芯和繞組組成，一次繞組（1匝或幾匝）串聯在主電路中，二次繞組（多匝）連接測量儀表或保護裝置。

電磁感應：主電路中的大電流通過一次繞組產生磁場，鐵芯將磁場耦合到二次繞組，根據匝數比（N?/N?）輸出縮小的電流。
公式：I?/I? = N?/N?（I?為主電流，I?為二次電流）

隔離作用：二次側與主電路電氣隔離，確保操作人員和設備安全。

3. 主要應用場景

電力計量：配合電能表測量用電量（如家庭電表）。

繼電保護：檢測過載、短路等故障，觸發斷路器跳閘。

監控與控制：實時監測電流變化，優化電力系統運行。

實驗室測試：測量高電流設備的電氣參數。

4. 關鍵參數

變比（Ratio）：如1000:5，表示主電流1000A對應二次電流5A。

準確級（Accuracy Class）：如0.2S級（計量用）、5P級（保護用），反映測量誤差范圍。

額定容量（Burden）：二次側允許的最大負載（VA），需匹配儀表阻抗。

絕緣等級：決定其耐壓能力（如10kV、35kV）。

5. 類型與分類

6. 注意事項

二次側嚴禁開路：開路會導致二次側產生高電壓（可能擊穿絕緣或引發觸電），必須確保二次回路閉合（如接儀表或短路片）。

負載匹配：二次側負載超過額定容量會導致測量誤差增大或過熱。

溫度與頻率影響：高溫或頻率變化可能影響鐵芯性能，需選擇適配環境的CT。

7. 與電壓互感器（PT）的區別

8. 實際應用案例

家庭電表：通過CT測量入戶電流，計算用電量。

變電站保護：CT實時監測電流，當發生短路時快速切斷電路。

新能源發電：電子式CT配合數字化系統，實現精準監控與故障診斷。

總結

電流互感器是電力系統中不可或缺的“電流翻譯官”，通過電磁感應將高電流轉換為低電流，確保測量、保護與監控的安全性和準確性。其設計需兼顧變比、準確級、絕緣等級等參數，并嚴格遵守二次側不開路等操作規范。隨著智能電網的發展，電子式CT等新型技術將進一步提升電力系統的智能化水平。

審核編輯 黃宇