功能相似的電流與電壓互感器有何差異

電子發燒友網報道（文/李寧遠）互感器是很多電氣設備中用于檢測電流、電壓和功率的電子元件，還可以做保護用，在電力系統中有著不可或缺的作用?；ジ衅饔址譃殡娏骰ジ衅髋c電壓互感器，二者都是依據電轉磁再轉電的原理進行工作的。

其中，電流互感器利用電磁感應原理能夠通過將大電流轉換為小電流來進行檢測，在大型電氣設備的電流檢測中十分關鍵，電壓互感器則與常見的變壓器類似，也能夠用來變換線路上的電壓。

簡化電流測量的電流互感器

在大型的電氣系統，如發電側、變電側、輸電側、配電側等等環境中，流經其中的電流通常都很大，而且不同端側電流大小懸殊，不便于測量，而且此時直接進行電流測量非常危險。為便于測量、保護和控制就需要將這些電流轉換進行轉換，并且確保安全，電流互感器正好起到了電流變換和電氣隔離的作用。

電流互感器的結構并不復雜，殼內是鐵芯和繞組。電流互感器有兩個繞組，當交流電源通過初級繞組時，就可以產生交變磁通量，然后在次級繞組內感應出交流電。初級繞組需要與被測電路串聯，次級繞組則與計量表串聯。

根據實際的應用情況，互感器的額定電流比會有所不同，確定這個電流比是選取合適電流互感器的關鍵。電流互感器的額定電流比由兩個繞組上的匝數確定，超過這個額定值，互感器長期過載運行會導致損壞。

此外，為了實現低磁化安匝數，電流互感器的鐵芯材料在不斷提升低損和低磁阻特性，這些需要從材料上進行優化。

大電流、高電壓的場合無法直接用電流表來測量回路的電流大小，必須通過電流互感器進行轉換后再去測量。除了測量用途，電流互感器還經常被用于電路保護。

電流互感器加繼電裝置的組合在大型電氣系統中十分常見，電氣系統線路發生短路或者過載等故障時，電流互感器監測到電流的異常變化，然后向繼電裝置發送信號使其切斷故障電路，從而達到保護供電系統安全的目的。

保護用的電流互感器，追求可靠和穩定，要在確保足夠大的準確限制系數的同時保證足夠的熱穩定性和動穩定性。

現在電子式的電流互感也很流行，穩定性高、不易飽和、線性識別好，傳統的電磁電流互感器和電子式互感器各有應用優勢。

變換電壓的電壓互感器

電壓互感器同樣利用電磁感應原理工作，不過變換的是電壓。它和另一個為人熟知的變換電壓的裝置——變壓器類似，但是二者功能并不一樣，而且電壓互感器的容量通常不會太大。

電壓互感器同樣有兩個繞組，但線圈匝數的多少正好與電流互感器相反，接入方式和電流互感器也不同。電壓互感器的初級繞組匝數更多，要并聯接在線路上，次級繞組匝數較少，也并聯接在儀表、繼電裝置上。

電壓互感器變換電壓將高電壓按照比例變換成適合測量的低電壓，避免測量設備和保護裝置受高電壓威脅。同時，電壓互感器也能和保護繼電器配合使用，監測異常電壓狀況，并觸發后續的保護功能。

目前主要應用的有電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器兩種，電容式是在電磁式互感的基礎上，串聯了電容器進行分壓繼而再進行降壓的互感器。電容的應用是為了分壓，控制電氣系統的諧波水平。

此外，還有電子式、光電式電壓互感器，結構簡單不少，在數字化、自動化系統中也大有用武之地。

小結

電流互感器和電壓互感器有很多相似卻又不同的地方，也都發揮著不可或缺的作用，靈活地應用互感器能在電氣系統的電壓/電流變換中方便很多，同時還能保護整個系統。