电流互感器的设计
5.1 电流互感器的设计方法
一、设计流程图
油浸式电流互感器一般设计流程，如图2-2-1 所示。
二、设计条件
设计前应明确的技术条件主要应包括以下几方面
（1）设备最高电压。
（2）额定一次电流。
（3）额定二次电流。
（4）二次绕组级次组合、准确级、额定负荷。
（5）测量绕组仪表保安系数。
（6）保护绕组准确限值系数。
（7）额定短时热电流及动稳定电流。
（8）额定频率。
（9）额定绝缘水平。
（10）污秽等级或爬电距离。
（11）海拔高度。
图2-2-1 电流互感器设计流程图
三、铁芯设计
1. 测量级铁芯
为了保证互感器的误差性能，对于常用的冷轧钢片铁芯，常将额定电流下工作磁密
选用得低些，如BN=0.2T及以下。但从仪表保安系数出发，希望将额定工作磁密选用
高些，以保证仪表安全。这是一对矛盾的要求，给互感器设计带来了困难，对于低安匝
的互感器尤其困难，这是用硅钢片作测量级铁芯的局限性。目前制造厂一般选用其他初
始导磁率高而饱和磁密低的新材料以取代硅钢片，如坡莫（铁镍）合金片、超微晶合金
片等。
2. 保护级铁芯
目前制造厂常用冷轧硅钢片作保护级铁芯，为了保证在准确限值系数下，复合误差
满足要求，一般控制在额定准确限值电流下的磁密BM QUOTE ，不但复合误差 QUOTE 满足要
求，同时其额定电流下的误差性能较容易满足要求，额定电流下的磁通密度按下式计算
对于P 级铁芯 QUOTE
式中，BM为额定准确值电流下磁密，取1.6T； ALF为准确限值系数，国家标准有5、
10、15、20、30等，根据需要选用。
对于TP级铁芯 QUOTE
式中%445
———额定对称短路电流倍数；
%67
———额定暂态面积系数；
5.2 设计计算实例
QUOTE 电流互感器设计计算
1.设计条件
（1）额定电压： QUOTE
（2）设备最高电压： QUOTE
（3）额定频率：50Hz
（4）额定电流比： QUOTE
（5）级次组合：5P/5P/5P/5P/0.2/0.2
（6）额定负荷：30VA
（7）测量级仪表保安系数：FS QUOTE 5
（8）保护级准确限值系数：ALF=30
（9）额定短时热电流：50kV
（10）额定动稳定电流： QUOTE
（11）额定绝缘水平：252/395/950 QUOTE
（12）外绝缘防污等级：Ⅱ类（爬电比距： QUOTE ）
2.结构选型
（1）一次绕组采用 QUOTE ，厚壁空心铝管，整形成U形后再对半剖分。采用传统多屏电容型绝缘结构。
（2）采用环形铁芯，环绕圆铜漆包线二次绕组。
（3）二次绕组套人U 形一次绕组，每边三个，固定在一次绕组的下部，U 形绕组两
根引线间衬垫以成型木块并用无纬玻璃丝粘带捆扎固定，以保证动稳定性能要求。
（4）器身下端放在椭圆形油箱内，油箱侧面有二次出线盒，油箱上还有起吊吊拌，
放油活门，接地螺栓和安装孔等。
（5）一次引线由高压瓷套上部侧壁开孔引出，在外部实现串并联换接。瓷套上端装
有金属膨胀器构成全密封微正压结构。
3.铁芯和绕组设计
（1）额定安匝
选取额定安匝 QUOTE ，一次绕组额定匝数
电压互感器变比是指一次与二次的电压之比值，相当于变压器的变比，也是一次绕线砸数与二次绕线砸数的比值。通常用一次和二次的额定电压比值表示。
正常情况下，因为Ua+Ub+Uc=0,所以，Ua1x1=Ua/Ka1x1+Ub/Ka1x1+Uc/Ka1x1=0
发生单相接地（例如A相）有Ua′=0，Ub′=31/2Ub,Ua1x1=100V则Ua1x1=（Ua+Ub+Uc）/Ka1x1=(-3Ua)/Ka1x1，Ua/Ka1x1=100/3V，所以开口三角二次绕组额定相电压为100/3V。
工作原理
其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁芯和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。
电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。
以上内容参考：百度百科-电压互感器
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