任務(wù)三　互感器絕緣

互感器是一種特殊的變壓器，按用途分為電流互感器和電壓互感器兩種。

電流互感器能將一次系統(tǒng)中的大電流，按比例變換成額定電流為1A或5A的小電流；電壓互感器則是將一次系統(tǒng)高電壓，按比例變換成額定電壓為100V或其他的低電壓，向測量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供電流或電壓信號(hào)。互感器使測量儀表、保護(hù)及自動(dòng)裝置與高壓電路隔離，從而保證了低壓儀表、裝置以及工作人員的安全。電壓互感器的工作原理與一般的變壓器相同，僅在結(jié)構(gòu)形式、所用材料、容量、誤差范圍等方面有所差別。

一、電流互感器

電流互感器是升壓降流變壓器，它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。

電流互感器工作原理和變壓器相似，是利用變壓器在短路狀態(tài)下電流與匝數(shù)成反比的原理制成的。其一次繞組通常只有一匝或幾匝，串接于大電流電路中；二次繞組匝數(shù)越多，并且通常有互相獨(dú)立的幾個(gè)繞組，分別與測量儀表和繼電保護(hù)裝置的電流線圈連接，負(fù)載阻抗很小；為了滿足不同的測量要求，互感器也可以有多個(gè)鐵芯。因此，電流互感器實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)容量很小，勵(lì)磁電流可以忽略不計(jì)的短路變壓器。

電流互感器按絕緣介質(zhì)分有干式、澆筑式、油浸式、氣體絕緣。干式電流互感器由普通絕緣材料經(jīng)浸漆處理作為絕緣，澆筑式電流互感器是用環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆筑成型的電流互感器，油浸式電流互感器是由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，一般為戶外型，目前我國在各種電壓等級(jí)均為常用。氣體絕緣電流互感器，主絕緣由氣體構(gòu)成。

電流互感器按安裝方式分貫穿式、支柱式、套管式、母線式。貫穿式電流互感器是用來穿過屏板或墻壁的電流互感器。支柱式電流互感器是安裝在平面或支柱上，兼做一次電路導(dǎo)體支柱用的電流互感器。套管式電流互感器是沒有一次導(dǎo)體和一次絕緣，直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。母線式電流互感器是沒有一次導(dǎo)體但有一次絕緣，直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。

電流互感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)，與電流表等連接，實(shí)現(xiàn)測量儀表和繼電保護(hù)之用。因?yàn)槊總€(gè)儀表不可能接在實(shí)際值很大的導(dǎo)線或母線上，所以要通過互感器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次值，在通過變比來反映一次的實(shí)際值。這不僅可靠地隔離開高壓，保證了人身和裝置的安全，此外，電流互感器的二次額定電流一律為5A，這就增加了使用上的方便，并使儀表和繼電器制造標(biāo)準(zhǔn)化。由于電流互感器原邊繞組串聯(lián)在被測電路中，匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)載，近似短路，所以原邊電流（即被測電流）和副邊電流取決于被測線路的負(fù)載，與電流互感器副邊負(fù)載無關(guān)。

二、電壓互感器

電壓互感器的結(jié)構(gòu)、原理和接線都與變壓器相同，區(qū)別在于電壓互感器的容量很小，通常只有幾十到幾百伏安。電壓互感器實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)小容量的空載降壓變壓器。

電壓互感器的絕緣方式較多，有干式（普通絕緣材料經(jīng)浸漆絕緣）、澆筑式（環(huán)氧樹脂等混合材料澆筑成型）、油浸式（由絕緣紙和絕緣油絕緣）和充氣式（氣體絕緣，以SF6為主）等。干式（浸絕緣膠）的絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣強(qiáng)度較低，只適用于6kV以下的戶內(nèi)配電裝置；澆筑式結(jié)構(gòu)緊湊，適用于3～35kV戶內(nèi)配電裝置；油浸式絕緣性能好，可用于10kV戶內(nèi)外配電裝置；充氣式用于SF6全封閉組合電器中，此外還有電容式互感器。目前使用較多的是油浸式和電容式結(jié)構(gòu)的電壓互感器。

電壓互感器的絕緣方式較多，有干式、澆筑式、油浸式和充氣式等。干式（浸絕緣膠）的絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣強(qiáng)度較低，只適用于6kV以下的戶內(nèi)配電裝置；澆筑式結(jié)構(gòu)緊湊，適用于3～35kV戶內(nèi)配電裝置；油浸式絕緣性能好，可用于10kV戶內(nèi)外配電裝置；充氣式用于SF6全封閉組合電器中。此外還有電容式互感器。目前使用較多的是油浸式和電容式結(jié)構(gòu)的電壓互感器。電壓互感器按其運(yùn)行承受的電壓不同，可分為半絕緣和全絕緣電壓互感器。半絕緣電壓互感器在正常運(yùn)行中只承受相電壓，全絕緣電壓互感器運(yùn)行中可以承受線電壓。

三、特別提示

（1）電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身安全。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全。

（2）為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時(shí)的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點(diǎn)接地。因?yàn)榻拥睾螅?dāng)一次和二次繞組間的絕緣損壞時(shí)，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身安全。

（3）電壓、電流互感器二次側(cè)是否允許開路或者短路，容易讓人混淆，為了方便理解，可以這樣理解：電壓互感器是將大電壓變成小電壓，自然將小電流變成大電流，所以不能短路，否則燒壞；電流互感器是將大電流變成小電流，自然將小電壓變成大電壓，所以不能開路，否則由于高電位差會(huì)使人有觸電危險(xiǎn)。

復(fù)習(xí)與思考

1.在高壓設(shè)備中，互感器主要起著什么作用？其絕緣部分是如何考慮的？

2.電壓互感器和電流互感器二次側(cè)接線時(shí)要注意什么？為什么？