电流互感器（Current Transformer，简称CT）是一种电气装置，用于将高电流转换成可以安全测量或控制的较低电流。它通常用于电力系统中，特别是在测量和保护装置中。

电流互感器符号

电流互感器的结构组成

电流互感器由一次线圈、二次线圈、铁芯、绝缘支架、出线端子组成。电流互感器的铁芯由叠片硅钢片制成。其初级线圈与主电路串联，通过被测电流I1，在铁芯中产生交变磁通，使次级线圈感应出相应的次级电流I2。如果忽略励磁损耗，则I1n1=I2n2，其中n1和n2分别是初级和次级线圈的匝数。电流互感器的变比为K=I1/I2=n2/n1。

由于电流互感器的初级线圈与主电路相连，因此初级线圈必须采用与初级线电压相适应的绝缘材料接地，以保证次级电路和人体的安全。二次回路由电流互感器二次线圈、仪表、继电器电流线圈串联组成。电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。

电流互感器的工作原理

电流互感器的原理是基于电磁感应原理。它的初级绕组常常流过线路的全部电流。电流互感器工作时，其二次回路始终闭合。因此，测量仪表和保护电路与线圈串联。阻抗很小，电流互感器的工作状态接近于短路。

在理想电流互感器中，如果假设空载电流I0=0，则总磁动势I0N0=0。根据能量守恒定律，初级绕组的磁动势等于次级绕组的磁动势，即

I1NI=-I2N2

即电流互感器的电流与其匝数成反比，一次电流与二次电流I1/I2的比值称为电流互感器的电流比。当次级电流已知时，乘以电流比即可得到初级电流。此时，次级电流的相量与初级电流的相量相差1800。

电流互感器的作用

1. 电流互感器的作用之一是用于测量，常用于计费或测量设备运行中的电流。在测量大的交流电流时，为了方便仪器测量和降低直接测量高压电的风险，往往需要使用电流互感器将其转换成更均匀的电流。这里，电流互感器的作用是电流转换和电气隔离。电流互感器根据需要将大电流按比例变换为小电流，用于测量时将电流互感器的一次侧连接到一次系统，二次侧连接到测量仪表或继电保护装置。

2. 电流互感器的第二个作用是保护。常与继电器装置配合使用 。当线路发生短路或过载时，电流互感器会向继电装置发出信号，切断故障电路，达到保护供电系统安全的目的。保护用电流互感器与测量用电流互感器不同。它只有在电流比正常电流大几倍或几十倍时才能有效工作，并且要求绝缘可靠和足够大的精确极限系数，具有足够的热稳定性和动稳定性。

3. 电流互感器的第三个作用是差动保护：在某些情况下，电流互感器用于差动保护装置中，以检测电流在系统不同部分之间的差异，从而确定是否存在故障。

4. 电流互感器的第四个作用是调节装置：电流互感器也可以用于反馈控制回路中，帮助调节电流以满足特定的系统要求。

电流互感器类型

主要的电流互感器类型包括：

1. 常规电流互感器：用于测量和监测电力系统中的电流，通常与电流表、保护装置或记录器连接。

2. 差动电流互感器：用于测量电力系统中的差动电流，常用于差动保护装置中，用于检测电流变化以指示系统中的故障。

3. 零序电流互感器：用于测量电力系统中的零序电流，通常与差动保护装置一起使用，以帮助检测系统中的地面故障。

4. 精密电流互感器：通常用于实验室或需要高精度电流测量的应用中，具有较高的准确性和灵敏度。

电流互感器在电力系统中起着至关重要的作用，它们使得高电流电路的测量和保护更加安全和可靠。

电流互感器应用

电流互感器在电力系统中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：

1. 电力测量和计量：电流互感器通常与电能表（电力计）配合使用，用于测量电力系统中的电流，从而实现电能的准确计量。这种应用通常在电力供应行业、工业用电监测等领域中广泛存在。

2. 保护装置：电流互感器是电力系统中保护装置的核心部件之一。它们通过监测电流的大小和变化来检测电路中的异常情况，如过载、短路等故障，并及时采取措施，例如断开电路或触发保护动作器，以保护电力设备和系统的安全运行。

3. 差动保护：在某些关键设备或线路上，电流互感器用于差动保护装置中。通过比较电流互感器输出的电流信号，来检测系统内部不同部分之间的电流差异，从而判断是否存在故障，例如绕组短路等。

4. 系统监测和控制：电流互感器也用于系统的实时监测和控制。它们的输出信号可以作为反馈信息，用于自动控制系统中的电流、电压等参数，以保持系统的稳定性和效率。

5. 地面故障检测：电流互感器在差动保护和零序保护中也可以用于检测系统中的地面故障。通过监测零序电流或与地电流相关的差动电流，可以及时发现地面故障并采取相应的保护措施。