电流互感器如何确定饱和点、特点、饱和后参数特征，饱和点

描述

　在正常情况下，电流互感器中的铁芯磁通处于不饱和的状态。这时负载阻抗和励磁电流较小，而励磁阻抗的数值较大，一次绕组、二次绕组的磁势处于平衡。但是，若互感器中铁芯的磁通密度增大并达到饱和时，会引起Zm随着饱和度的增加而迅速降低，不同励磁电流间的线性比例关系会被打破。而引起电流互感器达到饱和的因素主要包括：电流过大；负载过大。当连接电流互感器的负载过大时，引起二次电压的增大，导致铁芯的磁通密度上升，达到饱和。

电流互感器——如何确定饱和点

　比较直接的确定方式就是二次侧带实际负载，就是从一次侧对电流互感器通入电流，并观察二次电流找出电流互感器的饱和点。但是，由于保护级的电流互感器的饱和点可能超过15～20倍额定电流，所以当电流互感器变比较大时，这种试验方式就不适合采用了。

　对此，还可以通过伏安特性试验测出电流互感器的饱和点，由于电流互感器饱和是其铁心磁通密度过大造成的。因此只要原方开路，从副方通入电流，测量副方绕组上的电压降，就可以检测出电流互感器的饱和点。

电流互感器——饱和点的特点

　二次电流减小，电流波形出现高次谐波分量较大的畸变；内阻减小，甚至接近于零；若发生一次故障，电流的波形在零点附近时，电流互感器会引起线性关系传递；在故障的瞬间，互感器会在滞后5秒左右才开始达到饱和。一般情况下，严禁电流互感器的二次发生开路现象。因为在电流互感器运行过程中，一旦发生二次开路，就会使一次电流转换成为励磁电流，引起铁芯的磁通密度增加，导致电流互感器的快速饱和。饱和磁通会产生较高电压，对一次和二次绕组绝缘设施破坏较大，容易造成人身安全威胁。

电流互感器——饱和后参数特征

　1、所有通过电磁感应原理工作的设备，磁通的建立都是一次绕组电流I1乘以一次绕组匝数N1与二次绕组电流I2乘以二次绕组匝数N2综合作用来产生的，即N1I1-N2I2，这个量叫磁势，是建立磁场的原动力。

　2、磁势可以理解为电压，磁通可以理解为电流，在磁势较小时，磁通近似与磁势成正比关系，但当达到磁势增加到某一定值时，随着磁势的变大，磁通将增加的很小或不再增加。

　3、变压器一次线圈是一个电压源，U＝4.44f*N*B*S，由于电压是一定值，所以磁通是不变的，磁势也是不变的，即N1I1-N2I2是一定值，这个值就等于变压器空载时一次侧N1I0，空载电流很小，也就是电磁感应设备用来建立磁场的电流很小，许多工程计算中都忽略了这个值，当变压器带载时，一次电流随着二次电流增加而增加，始终保持N1I1-N2I2不变，由于励磁电流很小近似为0，N1I1-N2I2=0，N1I1=N2I2。

　4、对于电流互感器一次线圈的激励是一个电流源，电流互感器不管工作于哪种状态都不可能改变一次电流，即N1I1是由系统决定的，这也是为什么电流互感器不允许二次开路，因为二次开路了，N2=0，一次线圈电流N1I1将全部用来建立磁场，这个磁势很大，首先会导致铁心过饱和，发热，产生剩磁，其次大的磁势会产生一个大的磁通，二次侧感应出高压。而当二次侧短路时，磁势为为一二次电流共同作用N1I1-N2I2，约等于0，N1I1=N2I2，所以二次侧基本没有电压。

　所以综合以上内容，电流互感器，理论上来讲N1I1-N2I2约等于0，电流互感器永远都不会过饱和，磁通也永远不变，但前提是二次侧要近似为短路状态，即二次侧阻抗=0，因为阻抗为零，不管二次侧感应出多高的电流，都不会导致二次侧输出电压升高。所以电流互感器过饱和的核心原因是外部的某些条件变化导致其二次侧必须感应出一个高电压，而电压与磁通成正比。有以下几个因素可导致过饱和：1.二次侧负载阻抗增加，电流互感器都有标称的带载能力一般为15VA或30VA，对于二次额定电流为5A的互感器，即意味着互感器二次所接的导线仪表等设备阻抗不能超过3欧姆或6欧姆，超过这个值将导致互感器过饱和，精度变小；2.一次电流剧增，即一次侧过载或者短路时，对于100/5的电流互感器，当短路电流达到1000A时，理论上二次侧电流应该为50A，如果负载阻抗为1欧姆，需要线圈提供50V的电压，对于计量用互感器，为减小短路电流对仪表的冲击，不允许二次侧感应出如此高的电流和电压，所以铁心应较容易饱和，对于保护用的互感器，为了真实反映一次侧的短路电流，则要求铁心不能饱和。铁心是否易于饱和是由生产工艺决定的。

　磁势Ni=N1I1-N2I2，磁通φ，（N1I1-N2I2）μ*常数=磁通φ=U/常数，下图H与（N1I1-N2I2）成正比，B与磁通φ成正比，Hμ=B，由下图可知，μ不是一个常数，当B或φ较大时，将需要更大的H或（N1I1-N2I2），这就是所谓的铁心饱和。

　当外界条件变化导致二次感应电压U增高时，就需要更大的磁通φ，要产生更大的磁通φ，就需要增加磁势（N1I1-N2I2），在非饱和区，虽然U和φ增加，但是磁势（N1I1-N2I2）增加并不大，所以仍可认为N1I1-N2I2约等于0，N1I1=N2I2，而进入饱和区，将需要很大磁势来产生磁通φ，N1I1-N2I2将变大，N1I1≠N2I2，也就是二次侧电流将不能随一次电流成比例的增加，但还是在增加，同时由于二次电流增加，会导致二次感应电压升高（仪表等负载是不变的），磁通也成比例增加。