互感器是交流電路中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，其工作原理與變壓器基本相同，互感器包括電壓互感器（Potential transformer 簡稱PT）和電流互感器（current transformer，簡稱CT）。

 

1.電壓互感器

 

電壓互感器按其絕緣結構形式，可分為干式、澆注式、油浸式、充氣式幾種，根據相數(shù)可分為單相和三相，根據繞組數(shù)可分為雙繞組和三繞組。按安裝地點可分：戶內式和戶外式，35kV及以下多為戶內式，35kV及以上多為戶外式，其絕緣有明顯差距。其外形如下圖所示。

 

 

1）、電壓互感器的作用

 

a.將一次回路的高電壓轉為二次回路的標準低電壓（通常為100V或100√3V），可使測量儀表和保護裝置標準化，使二次設備結構輕巧，價格便宜。

b.使二次回路可采用低電壓控制電纜，且使屏內布線簡單，安裝方便，可實現(xiàn)遠方控制和測量。

c.使二次回路不受一次回路限制，接線靈活，維護、調試方便。

d.使二次與一次高壓部分隔離，且二次可設接地點，確保二次設備和人身安全。

 

電壓互感器相當于一個二次側開路的變壓器。它們的二次負載變化都不會影響一次系統(tǒng)的相應電壓。電壓互感器一次繞組并接于一次系統(tǒng)，二次側接有電壓表或其他儀表（如功率表、電能表等）的電壓線圈，如圖所示。

 

2）、電壓互感器的型號表示

 

型號左起第一位字母J表示電壓互感器；第二位字母有：D表示單相，S表示三相，C表示串級式；第三位字母有：J表示油浸式，G表示干式，Z表示澆注絕緣式；第四位字母J表示接地保護；第五位數(shù)字表示設計序號。

 

3）、注意事項

 

電壓互感器運行中，二次側不能短路，否則會燒壞繞組。為此，二次側要裝熔斷器保護。鐵芯和二次繞組的一端要可靠接地，以防絕緣破壞，鐵芯和繞組帶高壓電。

 

二次繞組接功率表或電能表的電壓線圈時，極性不能接錯。三相電壓互感器和三相變壓器一樣，要注意連接法，接錯會造成嚴重后果。

 

電壓互感器的準確度與二次側的負載大小有關，負載越大，即接的儀表越多，二次電流就越大，誤差也就越大。

 

4)電壓互感器V/V接法

 

V/V接法原理圖

 

V/V接法3D示意圖

 

5）電壓互感器Y/Y接法

 

Y/Y接法原理圖

 

Y/Y接法3D示意圖

 

2.電流互感器

 

電流互感器的結構形式有澆注式、干式、油浸式等。下圖所示為常見電流互感器。

 

1）電流互感器的作用

 

電流互感器是二次繞組在短路狀態(tài)下工作的變壓器，用來把高壓或低壓系統(tǒng)的大電流變換成低壓系統(tǒng)的小電流，以供檢測儀表、自動控制信號以及繼電保護之用。二次側的額定電流為5A（或1A），故所接的電流表量程為5A（或1A）。

 

下圖為電流互感器的一次繞組N1，一般只有1匝或幾匝，導線較粗，被串聯(lián)到需要測量電流的電路里。電流互感器一次繞組中的電流，即被測電路的電流，記為I1。二次繞組N2有較多的匝數(shù)，導線較細且與內阻極小的電流表、功率表的電流線圈或阻值不大的電阻等構成閉合回路，因負載阻抗極小，可看成二次繞組被短接。

 

2）電流互感器的型號表示

 

3）注意事項

 

運行中二次側不得開路，否則會產生高壓，危及儀表和人身安全，因此二次側不能接熔斷器；運行中如要拆下電流表，必須先將二次側短路才行。

 

電流互感器的鐵芯和二次繞組一端要可靠接地，以免在絕緣破壞時帶電而危及儀表和人身安全。

 

電流互感器的一次、二次繞組有“+”、“-”或“*”的同名端標記，二次側接功率表或電能表的電流線圈時，極性不能接錯。

 

電流互感器二次側負載阻抗大小會影響測量的準確度，負載阻抗的值應小于互感器要求的阻抗值，使互感器盡量工作在“短路狀態(tài)”，并且所用互感器的準確度等級應比所接儀表的準確度高兩級，以保證測量準確度。

 

4)電流互感器不完全星型接法

 

電流互感器不完全星型接法原理圖

 

電流互感器不完全星型接法3D示意圖

 

5)電流互感器星型接法

 

星型接法原理圖（適用10kV以上）

 

星型接法原理圖（適用400V）

 

星型接法3D示意圖（400V）

 

特殊說明

400V電流互感器不需要接地，只有10V及以上的電流互感器非極性端才須接地。在接線過程中強烈推薦采用分相接地的方式，而且電流回路與電壓回路分開接地。

 

電能表是用來測量電能的儀表，又稱電度表，火表，千瓦小時表，指測量各種電學量的儀表。

 

電能表的工作原理

當把電能表接入被測電路時，電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產生交變的磁通;交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應出渦流;渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉矩(主動力矩)而轉動。負載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應出的渦流也越大，使鋁盤轉動的力矩就越大。即轉矩的大小跟負載消耗的功率成正比。功率越大，轉矩也越大，鋁盤轉動也就越快。鋁盤轉動時，又受到永久磁鐵產生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反;制動力矩的大小與鋁盤的轉速成正比，鋁盤轉動得越快，制動力矩也越大。當主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉動。負載所消耗的電能與鋁盤的轉數(shù)成正比。鋁盤轉動時，帶動計數(shù)器，把所消耗的電能指示出來。這就是電能表工作的簡單過程。

 

電能表的使用

對于直接接入線路的電能表，要根據負載電壓和電流選擇合適規(guī)格的，使電能表的額定電壓和額定電流，等于或稍大于負載的電壓或電流。另外，負載的用電量要在電能表額定值的10%以上，否則計量不準。甚至有時根本帶不動鋁盤轉動。所以電能表不能選得太大。若選得太小也容易燒壞電能表。

 

電能表接線示意圖

 

三相三線電能表組合接線示意圖

（3*100V電能表+3*100V專變采集終端）

 

三相四線電能表組合接線示意圖

（3*57.7V電能表+3*100V專變采集終端）

 

三相四線電能表組合接線示意圖

（3*220V電能表+3*220V專變采集終端）