电流互感器设计方法及要点
空心线圈电流互感器的设计
空心线圈电流互感器的设计一、设计背景及目标空心线圈电流互感器是新型互感器-电子式电流互感器的一种典型代表，是数字化变电站的重要的电流测量设备。
空心线圈的测量原理、制作方式、二次信号输出等均和传统互感器有较大差异。
本项设计的内容就是设计一套空心线圈及其二次信号变换电路。
按照基本的参数要求和有关国家标准，对空心线圈及其二次信号变换电路参数设计和结构设计，并对其性能进行仿真分析。
本课程设计的目的在于通过课程设计，掌握有关设计的基本步骤与规范；掌握空心电流互感器的工作原理、结构设计和性能仿真的方法等，巩固电量检测技术的知识，增强感性认识。
掌握空心线圈及其二次电路的参数设计、总体结构等，从而对电子式互感器的性能有初步的了解。
二、设计要求针对某一额定电流下的空心线圈进行线圈二次输出计算、二次积分电路参数设计及计算、结构设计等。
具体要求为：（1）根据国家标准，确定一次额定电流大小和准确度等级。
（2）根据国家标准，选择计量和保护通道的二次输出电压值。
（3）进行线圈的结构设计和电气参数设计，确定外形参数。
（4）进行积分电路的电气参数设计。
（5）对空心线圈和二次电路进行性能仿真。
（6）对空心线圈和二次电路进行误差分析。
三、设计原理一、空心线圈电流互感器的工作原理理想空心线圈是将导线均匀密绕在截面积细小均匀的环形非导磁材料骨架上而形成的封闭空心螺线管，其测量电流的工作原理如下图1所示。
如果载流导体从线圈穿过，根据安培环路定律，则图1---空心线圈示意图式中，L 为线圈圆周长，dl 为线圈周长上的一段线元长度，B 为线元处的磁感应强度，α 为B 和线元沿dl 方向的夹角，()i t 为流过载流导体的电流（为方便起见，下文均以1()i t 代替()i t 以表示流过载流导体的电流，即空心线圈电流互感器的一次电流），0μ为真空磁导率，设线圈截面积为S ，单位长度匝数（线匝密度）为n ，则线元长度内的线圈匝数为ndl 。
当线圈截面积S 非常细小时，可认为截面上磁感应强度处处相等，则dl 长度线圈内的磁通为链接整个线圈的磁链为01cos ()LLd nS B dl nSi t ψφαμ===⎰⎰当被测电流发生变化时，根据法拉第电磁感应定律，线圈输出端的感应电势为110()()()()di t di t d t e t nS M dt dt dtψμ=-=-=-其中，M 称为线圈与载流导线之间的互感 则空心线圈等效电路如下图所示：cos .LB dl iαμ=⎰70410/H m μπ-=⨯cos d nSB dl φα=⋅0M nSμ=图2---空心线圈等效电路其中，0R 为空心线圈等效内阻，0L 为空心线圈等效自感，0C 为线圈杂散电容，f R 为外接采样电阻（亦可认为是负荷电阻）。
零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计
零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计一、引言在电力系统中，电流互感器是一种非常重要的设备，用于测量电流的大小和方向，保护电力系统的安全和稳定运行。
而零序电流互感器和剩余电流互感器作为电流互感器的两种特殊类型，其设计和运用也呈现出不同的特点。
本文将就零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计进行深入探讨。
二、零序电流互感器的特点及设计1. 零序电流互感器的作用零序电流互感器是一种用于测量系统中零序电流的互感器，其主要作用是检测系统中的接地故障、漏电和电流不平衡等问题，确保系统的安全运行。
2. 零序电流互感器的设计原理零序电流互感器的设计原理主要是通过差动电流变比和相位角差来实现零序电流的测量。
其设计需要考虑电流变比、绝缘强度、频率响应等因素，以保证测量的准确性和稳定性。
3. 零序电流互感器的特点零序电流互感器具有灵敏度高、响应快、频率范围广等特点，适用于各种类型的电力系统，并且能够准确测量系统中的零序电流。
三、剩余电流互感器的特点及设计1. 剩余电流互感器的作用剩余电流互感器是一种用于测量系统中剩余电流的互感器，其主要作用是检测系统中的接地故障，保护系统的安全运行。
2. 剩余电流互感器的设计原理剩余电流互感器的设计原理主要是通过测量系统中的零序电流，从而实现对剩余电流的测量。
其设计需要考虑电流变比、绝缘强度、频率响应等因素，以保证测量的准确性和稳定性。
3. 剩余电流互感器的特点剩余电流互感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、安全可靠等特点，适用于各种类型的电力系统，并且能够准确测量系统中的剩余电流。
四、零序电流互感器和剩余电流互感器的异同1. 设计原理零序电流互感器和剩余电流互感器在设计原理上具有相似之处，都是通过测量电流变比和相位角差来实现电流的测量，但在应用场景和要求上存在一些差异。
2. 作用零序电流互感器主要用于测量系统中的零序电流，以检测系统中的接地故障和漏电等问题；而剩余电流互感器则主要用于测量系统中的剩余电流，以检测接地故障和保护系统的安全运行。
iec标准_电流互感器_x级定义_解释说明以及概述
iec标准电流互感器x级定义解释说明以及概述1. 引言1.1. 概述在现代电力系统中，电流互感器是一种常见的测量设备，用于准确测量高电压线路上的电流。
IEC标准中对于电流互感器有着详细的定义和分类，其中X级电流互感器是一种重要的类型。
本文主要介绍IEC标准下X级电流互感器的定义、解释以及概述。
1.2. 文章结构本文分为五个部分进行阐述。
首先，在引言部分我们将提供概述和文章结构，其次，在第二部分中我们将详细解释IEC标准下X级电流互感器的定义和分类说明。
然后，在第三部分我们会介绍电流互感器的工作原理和相关技术要点。
接着，在第四部分我们将探讨X级电流互感器所需满足的标准要求。
最后，在第五部分我们会总结主要观点，并展望未来发展趋势。
1.3. 目的本文旨在通过介绍和解释IEC标准下X级电流互感器的定义、工作原理以及相关要求，使读者能够更好地了解和应用这一领域的知识。
同时，通过对未来发展趋势的展望，本文也将为该领域的研究者和从业人员提供一些有益的参考。
2. iec标准电流互感器x级定义：2.1 定义概述:iec标准电流互感器x级是一种用于测量和监测电力系统中电流的装置。
它根据IEC（国际电工委员会）的标准进行分类和定义，旨在确保在各种应用场景下的精确度和可靠性。
2.2 X级分类说明:iec标准电流互感器x级根据其精确度和误差限制被细分为不同的等级。
这些等级从X0.1到X5分别表示了不同的精度要求，其中X0.1代表最高精度，而X5则代表较低的精度。
根据IEC60044-1标准规定，每个x级都有自己特定的精度等级，包括额定负载、二次负载、转换误差和相位角等参数。
这些参数定义了每个x级所能达到的具体性能指标。
值得注意的是，随着等级从X0.1到X5逐渐增加，对应的精度要求逐渐变宽松。
因此，在选择合适的电流互感器时，需要根据实际需求来确定所需的x级别。
2.3 应用范围和限制:iec标准电流互感器x级适用于各种电力系统中的电流测量和监测应用。
简述电流互感器的设计
简述电流互感器的设计电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。
互感器的一次绕组串联在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流，互感器的二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。
电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数的配置，可以将不同的线路电流变成较小的标准电流值，一般是5A或1A，这样可以减小仪表和继电保护、控制装置传递信息。
1.1.2电流互感器的分类1．按用途分（1）测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）。
在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。
（2）保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）。
在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。
2．按绝缘介质分（1）干式电流互感器。
由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。
（2）浇注式电流互感器。
用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。
（3）油浸式电流互感器。
由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。
目前我国在各种电压等级均为常用。
（4）气体绝缘电流互感器。
主绝缘由SF6气体构成。
3．按电流变换原理分（1）电磁式电流互感器。
根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。
（2）光电式电流互感器。
通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器，目前还在研制中。
4．按安装方式分（1）贯穿式电流互感器。
用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。
（2）支柱式电流互感器。
安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。
（3）套管式电流互感器。
没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。
（4）母线式电流互感器。
没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。
5．按一次绕组匝数分（1）单匝式电流互感器。
大电流互感器常用单匝式。
（2）多匝式电流互感器。
中、小电流互感器常用多匝式。
6．按二次绕组所在位置分（1）正立式。
二次绕组在产品下部，是国内常用结构型式。
（2）倒立式。
电子式电流互感器的设计
电子式电流互感器的设计摘要:电子式电流互感器的设计是电路供电问题中的一个难点和重点。
本文通过对电子电流互感器常用供电方案比较及电子式电流互感器的设计方案探讨,说明了电子式电流互感器的设计。
关键词:电子式电流互感器高压侧电源供能电路在目前研究的重点和热点一般是电子式电流互感器的设计方面,电子式电流互感器具有广阔的发展前景.本文所设计的是一种新型的电子式电流互感器,它具有明显的优点,其绝缘结构非常简单,重量较轻,体积较小,灵敏度高,可靠性高,测量范围相对较大大,频带较宽。
在高频开关的电源中,不仅需要检测出开关管和电感等元器件。
还要用电流检测方法对互感器、霍尔元件进行检测。
电子式电流互感器有频带较宽、能耗较小、价格较便宜、信号还原性较好等许多的优点。
在双端变换器中,电子式电流互感器的功率变压器,原为流过的正负对称双极性电流脉冲,它没有直流分量的影响,这然电流互感器可以很好的应用。
1 常用供电方案的分析比较1.1 激光供能激光供电系统主要是采用其它光源或者是激光,在低电位侧利用光纤把光能量传到高电位的一侧,再利用光电转换器件把光能量转换成电能量,经过ＤＣ－ＤＣ再次变换以后提供稳定的电源进行输出。
激光供能是一种新的供电方式,激光供能的优点把能量以光形式通过光纤传到高压侧,让高压和低压电实现了完全隔离,不让其再受电磁场干扰的影响,其稳定可靠,并且安全。
但激光供电也有设计难点,如下:第一，受激光输出功率的大小限制,尤其是光电转换效率影响,该方法提供的能量是非常有限的,制作成本也相对较高。
第二，激光供电的输出功率和发光波长都会受到温度的影响,一定要采取相应的措施实现对温度的自动控制。
1.2 母线电流取能供电在母线电流取能供电中为了平衡负载的电阻。
供电的都是能量来自高压母线的电流,电能的获取是利用一个套在母线上磁感应线圈来实现的,母线环的周围有大量的磁场,并通过磁场来获取所需的能量,再经过处理,提供给高压的电子线路。
电流互感器技术
04 电流互感器技术的发展趋 势
高精度与数字化发展
总结词
详细描述
随着电力系统对监控和保护要求的不断提高， 高精度和数字化已成为电流互感器技术的重 要发展趋势。
高精度电流互感器能够更准确地测量电流， 减少误差，提高电力系统的稳定性和可靠性。 数字化电流互感器则通过数字信号处理技术 实现信号的数字化传输和处理，具有抗干扰 能力强、动态范围广、测量精度高、响应速 度快等优点。
工作原理
基于电磁感应原理，当一次侧电 流发生变化时，在二次侧产生感 应电动势，从而输出与一次侧电 流成比例的二次侧电流。
电流互感器的分类
01
02
03
按用途分类
测量用电流互感器、保护 用电流互感器和特殊用途 电流互感器（如电子式电 流互感器）。
按安装方式分类
母线式电流互感器、套管 式电流互感器和组合式电 流互感器。
通过增加固定螺栓或采用 其他加固措施，确保电流 互感器的安装位置牢固稳 定。
尽可能将电流互感器安装 在远离振动源的位置，以 减少外部振动对其产生的 影响。
在无法远离振动源的情况 下，可以在电流互感器下 方或周围安装减震装置， 以减小振动对其产生的影 响。
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阻抗
流互…
积
误差偏大是电流互感器常 见的问题之一，可能导致 测量结果不准确。
误差偏大的问题通常是由 于电流互感器的二次负载 阻抗、励磁阻抗、漏抗等 参数不合适所引起的。为 了解决这个问题，可以采 取以下措施
通过调整二次电缆的长度 和截面积，以及连接的负 载设备的阻抗，使得二次 负载阻抗与电流互感器的 励磁阻抗相匹配，从而减 小误差。
根据实际电流的大小选择 合适的电流互感器变比， 使得实际电流在电流互感 器的线性范围内测量。
(完整word版)电流互感器设计
电流互感器设计1 互感器设计目的及意义 (2)2 电流互感器总体设计 (3)2.1 电流互感器类型选取 (3)2.2 电流互感器各部件设计 (4)2。
2.1 铁芯及绕组设计 (4)2.2.2 外绝缘套管设计 (4)2。
2。
3 复合绝缘子设计 (5)2。
2。
4 出线套管内绝缘设计 (6)2.2.5 屏蔽设计 (6)2。
2.6 密封结构设计 (7)2.2.7 互感器其他部件及标准件 (7)2.3 1100KV电流互感器总体装配图 (7)2.3.1 画各部件三维图 (7)2。
3.2 装配体绘制及总质量估算 (7)2。
3.3 装配体材料清单 (7)2.3.4 装配体电场和机械性能模拟分析 (7)3 单件电流互感器组装 (8)3.1 原材料的购买及检验 (8)3。
2 原材料的处理 (9)3。
3 线圈的缠绕 (9)3.4 环氧套管的浇注及修整 (9)3.5 电流互感器的装配 (9)1 互感器设计目的及意义电流互感器是一种专门用作变换电流大小的特殊变压器.由于发电和用电的不同需要,线路上的电流大小不一，而且相差悬殊。
若要直接测量这些大小不一的电流，就需要制作相应等级的仪表,给仪表制造带来极大困难。
此外，有些高压线路直接测量也是非常危险的。
而电流互感器可以把不同等级的电流，按不同的比例，统一成大小相近的电流.电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络单元，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。
互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制.互感器的好坏,直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。
随着电力工业建设的迅速发展，电力系统输电容量不断扩大,远距离输电迅速增加，电网电压等级逐渐升高，对电流互感器的电压等级及设备技术参数提出了更高的要求。
500kV气体绝缘电流互感器的设计
应用案倒产品与应用500kV气体绝缘电流互感器的设计张伟明王子凯(保定天威互感器有限公司，河北保定071056)摘要介绍了500kv气体绝缘电流互感器的结构特点和设计要点，指出了其设计中应注意的若干问题。
关键词：电流互感器；500kV；SF6气体绝缘；设计D eV el opm e nt of t he500kV G a s I ns ul at ed C ur r ent T r ans f or m er2砌，l g¨名打行加g H亿，lg Z渤f(B ao di ng T i anw ei l nst m m ent Tr ansf o眦er C o．，L t d．，Baodi ng，H ebe i071056)A bs t r act T he pa per订l ust ra t e s t he c ha ra ct er of cons t m ct i on and m a i n des i gn poi nt f br t he500kVgas i nsul a t e d cu珊t t r ansf onne f．I t i s a l so of诧r out t hepr obl em s w hi ch s hou l d be pay at t ent i on t o i ndesi gn．K ey w or ds：cur r entt r ans fo咖er；500kV；SF6gas i nsul a t ed；deV el o pm ent1引言500kV电流互感器现在主要有油浸式和SF6气体绝缘式两种。
因在500kV系统中SF6气体绝缘电流互感器具有性能稳定、结构简单、生产周期短、成本与油浸式相当等诸多特点，SF6气体绝缘电流互感器所占的比重有越来越大的趋势。
2500kV电流互感器的常用设计参数额定电压：500，√3kv。
最高工作电压：550，√3kv。
变压器中性点电流互感器(干式)技术规范书(专用部分)
标准技术标书CHINA（专用部分）标书编号2017年9月一、工程概述 (1)1.1工程概况 (1)1.2使用条件 (1)二、设备详细技术要求 (2)1.1供货需求及供货范围 (2)1.2标准技术参数 (2)1.3投标人资料提交时间及培训要求 (4)1.4主要元器件来源 (4)1.5备品备件、专用工具和仪器仪表供货 (5)三、投标方技术偏差 (5)3.1投标方技术偏差 (6)3.2投标方需说明的其他问题 (6)四、设计图纸提交要求 (6)4.1图纸资料提交单位 (6)4.2一次、二次及土建接口要求（适用于扩建工程） (7)4.3图纸资料提交要求 (7)五、其他 (7)5.11CC数据文件 (7)工程概述1.1 工程概况木技术规范书采购的设备适用的工程概况见表1.1：工程概况一览表。
表1.2 使用条件二、设备详细技术要求2.1供货需求及供货范围投标方提供固定式开关柜的具体规格、数量见表2.1供货范围及设备技术规格一览表,投标方应如实填写“投标方保证”栏。
1）工厂试验由投标方在生产厂家内完成，但应有招标方代表参加，参加工厂验收的人数及天数等规定详见标书商务部分。
2）现场安装和试验在投标方的技术指导下由招标方完成，投标方协助招标方按标准检查安装质量，处理调试投运过程中出现的问题，并提供备品、备件，做好销隹服务工作。
投标方应选派有经验的技术人员，对安装和运行人员免费培训。
安装督导的工作范围及人数和天数等规定详见标书商务部分。
3）投标方应协助招标方解决设备运行中出现的问题。
4）设计联络会议的地点及招标方参加人员的人数和天数等规定详见标书商务部分。
5）设备安装、调试和性能试验合格后方可投运。
设备投运并稳定运行后，投标方和招标方（业主）双方应根据相关法律、法规和公司管理制度签署合同设备的验收证明书。
该证明书共两份，双方各执一份。
6）如果安装、调试、性能试验、试运行及质保期内技术指标一项或多项不能满足合同技术部分要求，买卖双方共同分析原因，分清责任，如属制造方面的原因，或涉及索赔部分,按商务部分有关条款执行。
互感器设计其它知识
电压互感器的设计1、铁芯截面积计算铁心截面积（S）=铁芯切面的长×宽图1该铁芯截面积为60×25+50×16+40×10+30×6=28.8cm22、匝数计算首先要知道二次电压是多少，一般有100V和100/√3V，100/√3就是57.73672V，约58V，剩余绕组为100/3V，就是33.3V，我们在设计时只考虑主绕组的100V和100/√3V，同时要考虑铁芯的磁通密度，一般二次输出100V的电压互感器磁通密度定在1.1-1.15特斯拉，100/√3V的电压互感器磁通密度定在0.7-0.8特斯拉之间，如磁通密度过高铁芯容易发热，严重时会发生爆炸，影响供电。
根据公式可知：匝数=二次电压（100或58V）×10000/222/0.96（叠片系数）/磁通密度/铁芯截面积2.1 如果二次输出为100V，按照图1举例说明：匝数=100×10000/222/0.96（叠片系数）/1.1/28.8匝数=1482.2 如果二次输出为100/√3V，按照图1举例说明：匝数=58×10000/222/0.96（叠片系数）/0.75/28.8匝数=1232.3 不管你设计的是10KV还是35KV产品，给你一个切面的铁芯，那就决定了这台互感的二次匝数，（根据设计思路的不同，所取的磁通密度也会因人而异，二次匝数偏差一般不会超出10%）其它部分的几何尺寸设计就要按照理论计算来确定，或者借助于计算机用制图软件来虚拟描绘，确定最终铁芯规格。
2.4 二次匝数得出后怎么计算一次匝数呢？根据公式得出：一次匝数/二次匝数= 一次电压/二次电压即一次匝数=二次匝数×一次电压/二次电压但是在实际制造过程中由于铁芯有磁滞损耗特性，所以要考虑误差补偿，一般采用一次匝数补偿法，就是在一次线圈上增减数匝到数十匝来补偿误差成绩。
3、剩余绕组的计算3.1 压变在实际使用中线路上如出现单相接地故障，而为了保护其它电器设备的安全，及时反馈故障到保护电路，所以在电压互感器上设计有剩余绕组也称之为保护绕组。
电流互感器二次绕组配置方法-概述说明以及解释
电流互感器二次绕组配置方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电流互感器是一种广泛应用于电力系统中的重要设备，用于测量和监控电流的变化。
它们通过将高电压系统中的大电流转换为更小的二次电流，提供了一种安全、准确的电流测量方案。
在电力系统中，电流互感器的作用非常重要。
它们不仅用于保护和控制设备，还广泛应用于电能计量和电力负荷管理中。
电流互感器的性能直接影响到电力系统的稳定运行和安全性能。
在电流互感器中，二次绕组起着至关重要的作用。
二次绕组的配置方法直接影响到电流互感器的准确度、线性度和相位差等性能指标。
因此，正确配置电流互感器的二次绕组对于确保精确的电流测量和可靠的保护非常关键。
本文将重点介绍电流互感器二次绕组的配置方法。
首先，将介绍电流互感器的基本原理，包括其结构和工作原理。
然后，详细探讨电流互感器二次绕组的作用，以及不同配置方法在性能方面的差异。
最后，总结电流互感器二次绕组配置方法的重要性，并讨论其存在的优缺点。
同时，对未来电流互感器二次绕组配置方法的发展方向进行展望。
通过对电流互感器二次绕组配置方法的深入研究，我们可以更好地理解其工作原理和性能影响因素，并为电力系统的设计和运行提供参考。
本文的结论有助于工程师和技术人员更好地选择和配置电流互感器，从而提高电流测量的准确性和可靠性。
1.2文章结构文章结构是指文章的整体框架和组织方式，它对于读者理解文章的内容和思路起着重要的指导作用。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下：1. 引言部分1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文部分2.1 电流互感器的基本原理2.2 电流互感器二次绕组的作用2.3 电流互感器二次绕组配置方法3. 结论部分3.1 总结电流互感器二次绕组配置方法的重要性3.2 讨论电流互感器二次绕组配置方法的优缺点3.3 展望未来电流互感器二次绕组配置方法的发展方向在引言部分，我们会对电流互感器二次绕组配置方法这一主题进行概述，并明确本文的目的。
电流互感器漏抗,励磁电流,感应电动势计算
电流互感器漏抗,励磁电流,感应电动势计算摘要：1.电流互感器的基本原理2.漏抗的概念和影响3.励磁电流的计算方法4.感应电动势的计算方法5.提高电流互感器性能的措施正文：电流互感器是电力系统中常用的一种传感器，主要用于将高电流转换为低电流，以便于测量、保护和控制。
在电流互感器的设计和应用中，漏抗、励磁电流和感应电动势是三个关键参数。
一、电流互感器的基本原理电流互感器的工作原理基于电磁感应定律。
当一次侧通过电流时，会在铁芯中产生磁场。
磁场的变化进而在二次侧产生感应电动势，从而得到二次侧的电流。
二、漏抗的概念和影响漏抗是指电流互感器在工作过程中，由于磁路不完美，导致磁场部分泄漏到铁芯外部而产生的阻抗。
漏抗的存在会降低电流互感器的精度，并可能导致二次侧电压过高，影响设备和人员的安全。
三、励磁电流的计算方法励磁电流是指电流互感器在工作过程中，用于产生磁场的电流。
励磁电流的大小与电流互感器的额定电流、变比和漏抗有关。
励磁电流的计算公式为：Ie = I1 * (1 - k) / (1 + k)其中，I1为一次侧电流，k为电流互感器的变比，Ie为励磁电流。
四、感应电动势的计算方法感应电动势是指电流互感器二次侧由于磁场变化而产生的电动势。
感应电动势的大小与一次侧电流、电流互感器的变比和漏抗有关。
感应电动势的计算公式为：E = I1 * k * ΔI其中，E为感应电动势，I1为一次侧电流，k为电流互感器的变比，ΔI为一次侧电流的变化。
五、提高电流互感器性能的措施1.优化磁路设计，降低漏抗。
2.选用高品质的铁芯材料，提高磁导率。
3.增加绝缘强度，防止二次侧短路。
4.合理选择变比，降低励磁电流。
通过了解电流互感器的基本原理、漏抗的影响以及励磁电流和感应电动势的计算方法，我们可以更好地设计和应用电流互感器，提高电力系统的安全性和稳定性。
保护用电流互感器各种不同准确级的要求及其设计要点
保护用电流互感器有不同的准确级，以满足不同场合和系统的需求。
以下是一些常见的保护用电流互感器准确级及其设计要点：稳态保护准确级：稳态保护准确级主要反映稳态短路电流，根据不同国家采用的标准，其准确级号有所不同。
例如，在IEC标准中，稳态保护级有P级、PX级和PR级。
稳态保护准确级的设计要点是：电流测量范围：需覆盖短路电流的大小。
测量精度：一般要求测量误差在±0.5%以内。
响应时间：要求能在短时间内准确反映电流的变化。
暂态保护准确级：暂态保护准确级主要反映短路暂态电流，其准确级号在不同的标准中也有所不同。
例如，在IEC标准中，暂态保护级有PR级、PRD级和PTD级；在美国标准中，有C级和T级。
暂态保护准确级的设计要点是：电流测量范围：需覆盖短路暂态电流的大小。
测量精度：要求在短时间内准确测量暂态电流的变化。
响应时间：要求能在极短时间内准确反映电流的变化。
动态特性：要求能正确区分正常波动和故障暂态电流。
过负荷保护电流互感器：过负荷保护电流互感器主要用于线路过负荷时的报警和保护。
其设计要点是：电流测量范围：需覆盖线路正常和过负荷时的电流。
测量精度：要求在过负荷时能准确报警或触发保护装置。
响应时间：要求能在短时间内发出报警或触发保护装置。
差动保护电流互感器：差动保护电流互感器主要用于变压器、发电机和电动机等设备的差动保护。
其设计要点是：电流测量范围：需覆盖设备正常运行和故障时的电流。
测量精度：要求在差动保护范围内能准确测量电流的大小和相位。
响应时间：要求能在短时间内准确反映电流的变化。
动态特性：要求能正确区分正常波动和故障电流。
接地保护电流互感器（零序电流互感器）：接地保护电流互感器主要用于线路接地故障时的保护和报警。
其设计要点是：电流测量范围：需覆盖线路正常和接地故障时的电流。
测量精度：要求在接地故障时能准确报警或触发保护装置。
响应时间：要求能在短时间内发出报警或触发保护装置。
剩余电流互感器的设计与特性分析
电能作为人们生活中不可缺少的能源之一 ， 在造 福人类的同时 ， 也会带来危害． 由于人们忽视安全用 电， 加之电气火灾的突发性和隐蔽性 ， 所造成损失十
分 巨大 ， 年来 由 电气原 因引 发 的火灾 在我 国各 类火 多
人身电击伤亡事故 ， 同时还监测了线路的绝缘水平 ， 起 到安 全用 电的作 用 引 卜． 剩余 电流 互感 器 （ ｓ ｕｌｃｒ ｎ ｔ ｎｆｒ ｅ ， ｒ ｉ ａ ｕ ｅｔ ｒ ｓ ｍ ｒ ｅｄ ｒ ａ ｏ Ｒ Ｔ 是 漏 电 保护 器 的 检测 元 件 ， 的主 要功 能 是检 Ｃ ） 它
ｍａ ｎ ｔ ｕ ｉ ｒ ｕｉｎ，ａ ｄ ｉ ｓ １１１ ｅ ｉｔ ｎ ｏ ｅｃ ｎ ｕ ｔｒｃ ｎ ｒ ｓ ｌ ｉ ｂ ｕ ｒ ｅｔ ｓ ｆ ｌ ｅ ｉｕ ｌ ｇ ｅ ｃ ｆ ｘ ｄｓ ｉ ｔ ｉ ｌ ｔｂ ｏ ｎ ｔ １ １ ｄ ｖ ａｉ ｆ ｏ ｄ ｃｏ ａ ｅｕｔ ｎ ａ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ’ ａｓ ｒ ｓ ａ ｕ １３ ｏ ｈ ｔ ｔ ｍｅ ｅ ｄ
ｃ ｒｅ ｔ ｏ ａｅ ｔ ｅｏｃ ｎ ｕ ｔｒ ｅ， ｔ ｎ ｕｒｎ ｍｐ ｒｄｗｉ ｚｒ ｏ ｄ ｃｏ ｘａｉ ；② ｄｆ ｒｎ ｒａ ｇｍｅ ｔ ｏ ｉ ｌ ｎ ｌ ｏ ｏｅｃ ｎｃｕｅｒｓ ｕ ｌ ｃ ｈ ｄ ｉｏ ｉ ｅｅ ｔ ｎ ｅ ｎｓ ｆ ｐｒ ｇｅ ｆ ｒ ａ ａ ｓ ｅｉ ａ ｆ ａ ｓ ａａ ｃ ｄ
（ 河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室 ，天津 ３ ０ ３ ） ０ １０ 摘 要 ：基 于剩余 电流互感 器的机理 分析 ，详 细讨论 了灵敏度和 平衡特性 对互感器性能的影响 ，给 出了反映灵敏度
特性和 平衡 特性 的解析表 达式和 工程设 计 中的考虑 因素． 一步通过数值仿 真分别得 出导线偏移度 和磁 芯螺旋 角度 进
(完整版)电流互感器原理分析及设计举例
电流互感器原理分析（准确级）及设计举例江阴市星火电子科技有限公司蒋大维电流互感器和变压器工作原理很像，在英文中变压器和互感器都是同样的表述“Transformer”，而电流互感器叫做“Current transformer”，这也表述了电流互感器和变压器的区别是，变压器是改变线路上的电压的，而电流互感器是改变线路上的电流的。
一个变压、一个变流，不同的是变压器变压的目的大多数是取得功率，而电流互感器的变流目的大多是为了测量或者保护，当然这个也没有绝对的。
电流互感器的工作原理是通过电磁感应将一次绕组的电流感应到二次绕组，电流互感器等值电路见图1。
1、电流互感器的等值电路图1：电流互感器的等值电路I1：一次电流；I2：二次电流；I0：励磁电流；r0：二次线包内阻；R b：二次负荷电阻分量；R2：二次总电阻；X2：二次总感抗，包含漏抗X0和二次负荷电抗分量X L。
通常有以下的计算：二次总电阻：R2=R b+r0；二次总感抗：X2=X L+X0；二次总阻抗：Z2=√（X22+R22）；二次电阻压降：U2=（Rb+r0）*I2；二次电动势：E2=Z2*I2。
为了直接能够看清楚各向量之间的关系，我们将电流互感器所有的向量画到一起。
2、电流互感器的向量图图2：电流互感器的向量图在水平轴上从左到右画上向量二次输出电流向量I2，长短表示数值大小，由于互感器内阻和互感器负荷的电阻分量产生了电压U2，同时U2超前I2一个角度，用向量U2在图中表示，同时由于Z2的存在产生二次感应电动势E2，所以E2超前I2一个角度α，α就是Z2的阻抗角。
要产生感应电动势，铁芯必须要有磁通，铁芯单位截面积的磁通密度叫做磁密B，也叫做磁感应强度,单位T，同时1T=10000GS(高斯)，其相位超前E2 90度。
B值可以计算：B=E2*10000/(4.44*S C*f*K*N2)。
S C:铁芯截面积，单位cm2；f：互感器工作频率，通常为50；K:铁芯的叠片（卷绕）系数，硅钢通常取到0.9-0.95，纳米晶0.8-0.9；N2:互感器的二次绕组匝数。
电流互感器磁心设计
电流互感器磁心设计电流互感器磁心设计1引言电流互感器（CURRENT TRANSFORMER）属于通称为仪表变压器（INSTRUMENT RTANSFORMER）一类。
它们的主要用途是用作测量或控制不同的电路。
例如，它可以将高压、大电流变换成可以方便地进行测量的小电流，用以扩大电流表的量程；用于功率电路的过电流或欠电流保护；和继电器配合使用，可以保护电路免受损害；在自动控制电路中，可用其取得控制用的电流信号。
图1所示在逆变器和变换器的电源电路中，以多匝数的次级的低电流来测量过电流或欠电流或峰电流以及平均电流的电流互感器。
因为电流互感器的次级电流是以初级电流按匝比产生的。
由图1可见，初级绕组与被测量的电源电流以串联方式连接，次级绕组按常规连接到仪表，继电器或负载电阻上。
为了电流互感器能够在最佳状态下工作，必须满足以下条件：a、恒定的负载阻抗b、零漏磁通c、零激励电流d、无限大的磁通密度第一个条件——恒定的负载电阻，在所有的电流互感器的应用中通常是可以满足的；它也提示我们，常常要求这种阻抗保持尽可能的低值。
因为在增大负载阻抗时也将增大磁心的磁通，从而增大激励电流。
电流互感器的次级在工作时近似于短路状态（其筒化等效电路见图2所示，所以其负载阻抗中的接线电阻，接触电阻都应计算为负载阻抗的一部分。
第二个条件——零漏磁通，漏磁通受磁心的材料和绕组的实际形状两个因素的影响。
用具有高导磁率的材料制作磁心、又有合适的绕组制造技术，就可以达到近似于零漏磁通，而且误差很小。
电流互感器的最理想的磁心是以初级与次级两个绕组能将其全部包围的圆环形磁心。
这样就能提供磁心与两个绕组之间的最紧密的磁耦联接，此时的磁心漏磁通可以达到忽略不计的程度。
第三个条件——零激励电流，在实际应用中，从来没有达到过零激励电流。
电路中总是存在一些激励电流的，它们可以使用尺寸较大些或成本较高些的优质材料磁心而使其最小化。
由图3“电流互感器矢量图”中可以读出减小激励电流（I8）的主要途径。
倒置式电流互感器设计与制造的几个基本要点
屏 。这构成 了电流互感器 的电容型 主绝缘 。试 验证 明， 在最 大工作 电压 下这 种 绝缘 结 构 主屏 问 最大 场 强不 超 过 ５ ｋ Ｖ ／
ｍ ｍ， 直线端部最 大轴 向场强不超 过 ０ ． ２ ｋ Ｖ ／ ｍｍ， 在工频 试验
凭证是不能直接修 改 的， 否则 会 出现 “ 不 能改变 此凭证 的合 计金 额” 的错误 提示 。凭 证保 存后 ， 需 要在凭 证查 询功 能 中 进行修 改。或者放弃业务发生后 立即制单 生成 的凭证 ， 在 固 定资产——处 理——批 量 制 单 中 ， 进 行 制单 生成 凭 证 并 修
序、 特 殊 工序 等 方 面 的基 本 生 产要 点 进 行 了总 结 。
【 关键词 】 倒置式 ； 电流互感器 ； 设计工 艺 【 作者简 介】 狳 宏武（ １ ９ ７ １ ． ５～ ） ， 男， 辽 宁沈 阳人 ； 特 变 电工康嘉（ 沈 阳） 互感器有 限责任公 司工程 师 ； 研 究方 向： 互感器
包 扎 绝 缘 同时 将 屏 材 料 按 一 定 规 律 包 扎 在 绝 缘 内 结构 上相 对 于正立 式 电流 互感器 的结构特点 而命名 的。其结 构如图 １ 所示 。
二 次线 圈组 合 后放 在 铝壳 内部置 于 电流互 感 器 头部 。
电压下的最大场强不超过 １ ３ ｋ Ｖ ／ ｍ ｍ， 直线端部最大轴 向场强 ２ ０ ０ ９年 １ 月 １日起 ， 在 全 国实行 的增值税 转 型改 革 中， 固定 资产 中的部分有形动产 ， 在增加 等环节 涉及 的增值税进 项税额 可以抵 扣 、 出售等环节涉及 到增 值税 的销项税额 。但 这些业务在 固定 资产管 理模 块进行处 理时 ， 自动生 成的凭证 中并不包含增值税科 目。例如 ， 企业 购人生 产用运输 卡车 的 会计分录应为 ： 借 记固定资产 ， 应 交税 费——应交 增值税 （ 进 项税额 ） ； 贷记银行 存款 。但 固定 资产模 块资产 增加 业务 自 动生成凭证的会计分录为 ： 借记 固定资 产 ； 贷 记银行 存款 ， 没 有增值税科 目。解决方法有 两种 ： 一是对 固定资产模 块 中 自 动生成 的凭证手 动进行 修 改， 增 加增 值税 科 目； 二 是 在总 账 管理 系统单独 填制增 值税 的凭 证。本文 认 为此类业 务 涉及 的记账凭证应 当全部在 固定资产模 块 自动生成 ， 而不应 涉及
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一、设计条件
设计前应明确的技术条件次绕组的级次组合、准确级、系数；额定短时热电流及动稳拔高度。
二、设计流程示意图
此图为常规定型产品日常设计
三、设计要点
1.初选选额定安匝
根据订货技术条件初选额
准确级、额定二次负荷、拟选用
足，但是降低了动热稳定方面
2
．铁芯设计（预选）
（1）计算铁芯截面
a．测量级
根据误差要求和准备采用
2
2
2
2
44
.4B
fN
Z
I
K
A
n
n
n
n
Z
C
式中：
K2Z---考虑绕组内阻抗
A C---铁芯截面，cm
I2n---额定二次电流
电流互感器设计方法及要点
术条件主要包括：设备最高电压；额定一次电流；额定
、额定负荷；测量绕组的仪表保安系数；保护级绕额定短时热电流及动稳定电流；额定频率；额定绝缘水平；污秽等级或
此图为常规定型产品日常设计示意，不包含产品结构设计和绝缘设计
初选额定安匝，由此确定一二次绕组的额定匝数。
选取
拟选用的铁芯材料等方面综合考虑。
安匝数高，误差但是降低了动热稳定方面的性能。
根据误差要求和准备采用的铁芯材料的性能初选铁芯截面，可用下式进行
2
4,
10cm
内阻抗的系数，通常取1.1~1.5（视一次安匝数而定
cm2
电流，A
误差计算
额定二次电流；二
护级绕组的准确限值
污秽等级或爬电比距；海
选取时要根据产品
误差性能较容易满
可用下式进行估算：
而定）
绝缘选型
Z 2n ---额定二次负荷，Ω
f---额定频率，Hz
B n ---初选的额定磁密，T
初选的磁密值依据准确值和铁芯材料而定，0.5级一般采用硅钢铁芯即可。
有仪表保安系数要求的则应选择超微晶铁芯或坡莫合金，否则很难同时满足准确级和仪表保安系数的要求。
测量级s 级选用初始磁导率高的材料容易满足1%和5%的要求。
b．保护级
保护级铁芯选用硅钢铁芯，可按照在额定额定准确限值一次电流下铁芯磁密不高于
1.6T，可采用公式B = . ,T ，来估算额定电流和额定二次负荷时的磁密。
（2）初步确定铁芯几何尺寸
考虑产品的结构，多采用环形铁芯。
确定铁芯内外径和铁芯高度。
考虑一二次绕组的绝缘距离、二次线圈绕制、装配间隙。
3．绕组设计步骤：
（1） 根据初选的额定安匝，确定一次绕组和二次绕组额定匝数
（2） 知道一次绕组匝数后，根据额定连续热电流和额定短时热电流要求选择一次导体截面和规格。
短时热电流密度，对于铜线不超过160A/mm 2，对于铝线不超过90A/mm 2
；长期连续热电流密度，铜线一般取0.8～1.2A/mm 2，铝0.6～0.7A/mm 2。
（3） 根据二次电流和二次负荷，考虑误差和温升要求选择二次导线截面和规格。
二次绕组导线计算截面为
160max 22I S 22max 245Z B S N I c n ，A （4） 按结构要求确定绕组结构型式，不同结构的产品往往有不同的绕组结构形式，各厂家的结构形式也有所不同。
根据性能、经济、加工难易程度综合考虑。
4．绝缘设计
不同结构形式的产品一次绕组的绝缘方式是不同的。
但对于一个厂家的某种结构形式的产品，其绝缘方式是基本一致的，对于重污秽地区、高海拔地区可能会对绝缘进行修正，这个根据具体情况具体对待。
这条一般在结构定型时进行，一般的日常设计按要求进行选取即可。
（1）外绝缘
包括干弧距离、伞裙选择、外绝缘湿闪电压、外绝缘爬电距离、机械强度等方面。
（2）主绝缘设计。
主绝缘是指一次绕组对地的绝缘，有环氧树脂浇注绝缘，油浸式链型绝缘，电容型绝缘、SF6气体绝缘等。
根据产品的耐压、冲击电压耐受、局部放电要求、介质损耗因数要求等等。
5．误差计算
（1）铁芯参数
根据铁芯的几何尺寸，计算铁芯有效截面积C S ，平均磁路长度C L 。
（2）计算二次绕组的基本参数
按铁芯包绝缘后的内径计算可绕匝数，预计绕线角度（一般选350°），涨包系数一般取1.1，计算第一层可绕匝数，确定最终绕线层数。
a ．计算二次平均匝长
根据二次导线规格、层间绝缘、铁芯几何尺寸、铁芯绝缘、铁芯端面绝缘来计算。
当层数较多且各层匝数不等时，要分层计算平均匝长和每层导线的长度，将每层导线长度相加得出二次导线的总长。
b ．二次绕组电阻
2
222S N L r ，Ω。
电流互感器负载较小，且有准确限值系数，所以温升较低，一般铜导线的电阻率取55℃的值。
对于一些环境温度比较高的情况，例如变压器套管型电流互感器取75℃时的值。
当二次引线较长时，还应加上引线电阻。
c ．二次漏抗
很难准确计算，一般采用经验数据取值。
d ．二次负荷阻抗，按额定负荷和下限负荷分别计算
根据阻抗三角形：
)( cosφ*Z =R 22
）(Ω sinφ*Z =X 22
φ为负载阻抗角（功率因数角）
b Z Z 4
1min 2
e ．计算二次回路总电阻、总电抗和总阻抗以及相应的阻抗角
222Σr +R =R 222Σx +X =X
2min 2min 2Σr +R =R 22min min 2x +X =X
Z = +
22arctan R X (°) min 2min 2min arctan R X (°) f ．误差计算点
对于测量用电流互感器或保护用互感器，要分别选择误差计算点计算电流误差和相位差。
首先要找出危险点，确保危险点能够满足误差要求。
列出计算点的额定一次电流百分数10011 n
I I ，按测量级和保护级互感器的不同要求列出。
计算与额定一次电流百分数相对应
g h B i cm IN /0)，据此查出j k ．计算电流误差及相位差。
电流误差 100/)()sin()((%)1110 n
n L I I IN IN f 相位差 '3440/)()cos()()('1110 n
n I I IN IN l ．电流误差的补偿值（测量级）：采用减匝补偿时，补偿值
100(%)222 n
n b N N N f 。
m ．计算补偿后的电流误差（测量级）
(%)(%)(%)b L f f f
6．准确限值系数及仪表保安系数计算
（1）计算80℃的内电阻值 2
22802S N L r ，Ω。
（2）只考虑计算额定二次（100%）负荷下的阻抗值。
（3）计算点：测量级为仪表保安电流，保护级为准确限值电流。
（4）二次绕组感应电势2E ，在铁芯未饱和时按 222Z I E ，当铁芯饱和时，45
2max 22 B S N E E c n 。
超过误差f 100
测量铁芯励磁特性就是在铁芯上临时绕一励磁绕组和一控制绕组，对励磁绕组通以电流，控制绕组测量电压。
励磁电流的确定是按在此电流下产生的磁场强度接近于误差计算危险点的磁场强度。
测得的电压高于计算值，则说明铁芯磁性能良好。
8.伏安曲线（保护级）
由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值并迅速增大。
由于继电器的动作电流一般比额定电流大好几倍，所以作为继电保护用的电流互感器应该保证在比额定电流大好几倍的短路电流下能够使继电器可靠动作。
根据继电保护的运行经验，在实际运行条件下，保护装置所用的电流互感器的电流误差不允许超过10%，而角度误差不超过7°。
为满足上面的要求，在电流互感器使用前，要作“电流互感器的10%误差曲线”，以确定其是否能够投入运行。
实际工作中常常采用伏安特性法先测量电流互感器的伏安特性曲线，
再在该电流上下分别取H 2E V Z E U ,220
最后得出一组伏安曲线U =f(I )控制数据。