1 基本概念
1.1 概述
典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压，或将大电流转换成小电流，为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。电力系统常用的电压互感器，其一次侧电压与系统电压有关，通常是几百伏～几百千伏，标准二次电压通常是100V和100V/两种；而电力系统常用的电流互感器，其一次侧电流通常为几安培～几万安培，标准二次电流通常有5A、1A、0.5A等。 1.2 电压互感器的原理
电压互感器的原理与变压器相似，如图1所示。一次绕组(高压绕组)和二次绕组(低压绕组)绕在同一个铁芯上，铁芯中的磁通为Ф。根据电磁感应定律，绕组的电压U与绕组的匝数W、磁通Ф的关系为： 图1 电压互感器原理
U = KWФ （1）
式中，K为常数。
也可变换为：
金属导电膜 （2）
由于磁路中只有一个磁通Ф，所以：
（3）
整理后得：
（4）
标定
即电压互感器一、二次的电压比等于一、二次绕组的匝数比。
1.3 电流互感器的原理
在原理上也与变压器相似，如图2所示。与电压互感器的主要差别是：正常工作状态下，一、二次绕组上的压降很小（注意不是指对地电压），相当于一个短路状态的变压器，所以铁芯中的磁通Ф也很小，这时一、二次绕组的磁势F（F=IW）大小相等，方向相反。
即：
（5）
变换后可得：
（6）
即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。
CCSVC图2 电流互感器的原理
1.4 互感器绕组的极性
电压互感器一次绕组的首端通常标为A，尾端标为X，二次绕组首端标为a，尾端标为x；电流互感器的一次绕组首端标为L1，尾端标为L2，二次绕组首端标为K1，尾端标为K2。
生产数据采集
同为首端或同为尾端的端子感应电势的方向应该是一致的，通常称为同名端；反过来说，如果在同名端通入同方向的直流电流，它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。这种正确的极性又称为减极性。如图3a所示。
a 减极性 b 加极性
图3 减极性和加极性原理
图3b是错误的极性（加极性），此时一、二次绕组的同名端感应电势的方向是相反的。不管是电流互感器还是电压互感器，极性错误（或接错端子）都可能会造成计量、保护、控制的错误。比如：
（1）用于计量时，发电量变成用电量；
（2）用于保时，造成保护误动；
（3）用于同期回路时，造成非同期合闸。
1.5互感器的绝缘结构
（1）干式
（2）油浸式
（3）SF6绝缘。
1.6 电压互感器的结构
防伪标签识别（1）串级式电压互感器
柱面投影采用串级式结构可以降抵主绝缘的要求，高压绕组对铁芯的电压只有最高电压的1/4，可以降低制造成本。结构如图4、图5所示。
图4 串级式电压互感器原理接线图 图5 110kV串级式电压互感器
（2）全绝缘油浸式电压互感器
全绝缘油浸式电压互感器的A端和X端对地绝缘水平是相同的，结构见图6。
图6 全绝缘10kV油浸式电压互感器 图7 全绝缘干式电压互感器
（3）全绝缘干式电压互感器
结构见图7。
（4）SF6绝缘电压互感器
SF6绝缘电压互感器有与GIS配套的结构，也有室外独立安装的独立式结构，其外形见图8，内部结构见图9。
（5）电容式电压互感器（CVT）
电容式电压互感器采用电容器分压的原理先将系统电压降为1万伏左右，再通过中间变压器降为标准的二次电压。结构见图10。
图8 六氟化硫绝缘电压互感器
图9 SF6绝缘独立式电压互感器
a 普通结构 b 带有地刀K1
图10 电容式电压互感器原理接线图
1.7 电流互感器的结构
（1）串级式
图11 串级式电流互感器
串级式电流互感器可以降低绝缘要求，但由于是几个电流互感器串接，增加了误差。
（2）油浸电容型绝缘
a．油浸电容型正立式电流互感器的内部结构见图12。
图12 油浸电容型正立式电流互感器
b．油浸倒立式电流互感器的结构见图13和图14。
合资产倒立式电流互感器的二次铁芯线圈内置于圆形铁心外罩内，二次引线通过与铁心外罩直接焊接的圆柱形金属管引出 (运行中金属管直接接地 )，铁心外罩与直接焊接的圆柱形金属铝管外绕绝缘层 ，绝缘层内设置若干电容屏构成主电容，绝缘层最外一层电容称“未屏”，与设备高压端相连。从结构上分析，高压端对铁心外罩有一个电容，对金属铝管又有一个电容，这 2个电容并联构成主电容。接近金属管最里一屏电容称 “零屏 ”，运行中外引接地。正常运行时设备的二次引线金属管与“零屏”同时接地。
国产倒立式电流互感的设计基本原理、绝缘结构与进口或合资设备相同，所不同的是二次引线的金属管与金属管的零屏引线焊接在一起，组装后外引接地，瓷套内二次引线金属管不再接地固定。国产倒置式流变这种将器身接地的方式主要考虑运行中的维护，因此现场实际测量中用传统 的电桥正接法就能测量出设备的整体电容与介质损耗。
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