电流互感器(CT):如何选型与定容

用于计量与保护的电流互感器选型与定容:CT 变比、负荷、准确度等级、接线,以及如何为盘指定 CT。

电流互感器(CT)是让标准电流表、电能表或保护继电器测量远超过其端子所能通过电流的设备。它把铁芯绕在初级导体上,在次级绕组中感应出精确缩小的电流——通常为 5 A 或 1 A——由测量仪表读取,而非真实负载电流。CT 选错则表读乱码、保护继电器的跳闸过早或过迟,更糟的是开路次级会闪络。本指南讲清买方或配电盘制造商实际应指定的内容。

1. 从变比(初级 : 次级)出发

CT 变比写作 初级电流 : 次级电流,如 100/5 A 或 300/1 A。次级几乎总是 5 A(旧盘常见)或 1 A(长距离引线优选,因接线电压损失更小)。初级额定按该导体预期的最大连续负载电流、或略高于它来选——绝不可只按断路器额定来选。一条常运行于 180 A 的 250 A 馈线,需要 200/5 或 250/5 的 CT,而非 400/5,因为工作在其量程底部的 CT 读数很差。

初级电流次级典型用途
50 – 200 A5 A小型配电、分项计量
200 – 1000 A5 A主进线、盘装表
1000 – 3000 A1 A大型盘、长距离电缆
任意(改造)5 A / 1 A开口式 / 钳式,用于既有母线

这些是规划数值;务必按导体自身载流量与外壳降容核对连续额定。

2. 负荷与准确度等级

负荷是次级所见的阻抗总和——电能表、接线及其连接——以伏安(VA)表示。只有实际负荷低于铭牌所印额定负荷,CT 才准确。一只 15 VA CT 经 30 m 细线带动 2 VA 电能表会严重漂移。准确度等级分两类:用于计费级测量的计量类(0.2、0.5、1.0),以及以准确度限值系数表示的保护类,如 5P10 或 10P10——其中的“10”表示 CT 在十倍额定电流下仍保持在 10% 误差内,使继电器仍能识别故障。

3. 计量 CT 与保护 CT

计量 CT 为正常负载范围设计,在额定电流以上饱和(有意压平),以免故障电流损坏电能表。保护 CT 相反:它必须在故障范围内保持线性,使继电器获得真实信号。二者不可互换——保护回路上用计量 CT 会少报故障、任设备烧毁;计费表上用保护 CT 会多计电能、惹恼客户。

4. 接线:极性、S1/S2 与铁芯类型

绕组式 CT 有标记端子(常为 S1/S2 或 P1/P2)。仪表须接到极性标记的一对,否则读数反向。条型与开口式(钳式)CT 在改造中常见:开口铁芯张开、夹住带电导体再合上——无需断开回路。对多回路盘,将单只环型 CT 套在壳内每相导体上是最整洁的安装。三相 CT 须保持同一变比与同一朝向,否则之和读数错误。

5. 次级开路的危险

初级通流时,绝不可让 CT 次级开路。没有负载吸收,铁芯会把次级电压推高至数千伏——足以拉弧、电击并毁坏绕组。若必须断开电能表,要么先用专用短接块短接次级,要么给初级断电。这条规则被违反所造成的 CT 损坏,超过其他所有原因之和。

6. RFQ 上如何指定 CT

  1. 初级电流,以及是条型、绕组式还是开口式。
  2. 次级:5 A 或 1 A。
  3. 变比(如 200/5)与准确度等级(计量 0.5S、保护 5P10)。
  4. 额定负荷(VA)与将敷设的实际引线长度。
  5. 安装方式:盘开孔、DIN 导轨或母线钳式。
  6. 标准(互感器 IEC 61869)与任何所需认证。

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