什么是电流互感器开路电压

　　电流互感器二次发生开路会产生高电压。常见的对这一现象的解释是:“如果电流互感器二次开路,二次电流消失,去磁作用随之消失,铁心中的磁密很高;又由于二次绕组匝数特多,二次电压会很高。有时可达几千伏”电流互感器的一次匝数很少,其一次绕组通常是一次设备的进出导线,只有一匝或两匝,而起二次绕组很多。我们知道其二次电压U2与一次电压U1的关系应该为 U2=U1*W2/W1,其中W2、W1分别为二次和一次的绕组匝数。比如一个额定变比为1200/5的电流互感器其一次绕组为1匝,而二次绕组为240匝。如果互感器二次开路,而如果我们所说的这个变比为1200/5的互感器使用在110kV系统,那么当二次开路时是不是就要产生110kV×240这样高的电压呢?说实话,这是我以前的一个误解。而上面的推算过程中发生的关键错误是把一次系统的额定电压当成了互感器的一次电压U1,而真正的U1实际上应该是电流流过互感器一次,在互感器进线和出线端产生的电压。

　　考虑到这么短的一次导体的阻抗非常小,即使电流很大,最后电压也不会大。而这个不会很大的一次电压传递到二次的开路端也就是几千伏而已了。当然也不完全如此,你的前提是电流互感器铁心正常(不饱和)情况下的,正常的电磁传变特性,可以用一次导线上的一小段电压乘以变比,得出二次的电压,这样算来,电压是不高,但是忽略了电流互感器饱和的因素。应该讲一次电流越大,二次电压越高,但不是线性的!应该讲一次电流在二次不开路有去磁作用的情况下,去励磁的电流是很小的,一般保护级该励磁电流不允许超过总的电流的10%。也就是说正常励磁电流下,铁心是不饱和的,那么在铁心中的励磁电流所产生的磁通就不会畸变,还是标准的正弦波。

　　如果二次开路,那么一次电流因二次无去磁,使得一次电流全部去励磁,那么此时激磁电流剧增,铁心饱和,此时的激磁电流产生的磁通畸变。为什么二次会有电压,其实是磁感应来的,就是我们常说的感应电动势e = N(dφ/dt),这里N是匝数,是常量,关键是磁通的变化陡度!那么我们来比较一下上述两种情况的的磁通的变化陡度。看图:需要说明的是如果一次电流很小,只要全部去励磁而电流互感器不饱和,可以用一次导线上的一小段电压乘以变比,得出二次的电压,这样算来,电压是不高。这里关键是一次电流大了,就有问题了。电流互感器正常工作时,二次回路近于短路状态。