任务三 互感器绝缘
互感器是一种特殊的变压器，按用途分为电流互感器和电压互感器两种。
电流互感器能将一次系统中的大电流，按比例变换成额定电流为1A或5A的小电流；电压互感器则是将一次系统高电压，按比例变换成额定电压为100V或其他的低电压，向测量仪表、继电保护和自动装置提供电流或电压信号。互感器使测量仪表、保护及自动装置与高压电路隔离，从而保证了低压仪表、装置以及工作人员的安全。电压互感器的工作原理与一般的变压器相同，仅在结构形式、所用材料、容量、误差范围等方面有所差别。
一、电流互感器
电流互感器是升压降流变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
电流互感器工作原理和变压器相似，是利用变压器在短路状态下电流与匝数成反比的原理制成的。其一次绕组通常只有一匝或几匝，串接于大电流电路中；二次绕组匝数越多，并且通常有互相独立的几个绕组，分别与测量仪表和继电保护装置的电流线圈连接，负载阻抗很小；为了满足不同的测量要求，互感器也可以有多个铁芯。因此，电流互感器实质上相当于一台容量很小，励磁电流可以忽略不计的短路变压器。
电流互感器按绝缘介质分有干式、浇筑式、油浸式、气体绝缘。干式电流互感器由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘，浇筑式电流互感器是用环氧树脂或其他树脂混合材料浇筑成型的电流互感器，油浸式电流互感器是由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型，目前我国在各种电压等级均为常用。气体绝缘电流互感器，主绝缘由气体构成。
电流互感器按安装方式分贯穿式、支柱式、套管式、母线式。贯穿式电流互感器是用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。支柱式电流互感器是安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。套管式电流互感器是没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。母线式电流互感器是没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。
电流互感器安装在开关柜内，与电流表等连接，实现测量仪表和继电保护之用。因为每个仪表不可能接在实际值很大的导线或母线上，所以要通过互感器将其转换为数值较小的二次值，在通过变比来反映一次的实际值。这不仅可靠地隔离开高压，保证了人身和装置的安全，此外，电流互感器的二次额定电流一律为5A，这就增加了使用上的方便，并使仪表和继电器制造标准化。由于电流互感器原边绕组串联在被测电路中，匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路，所以原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，与电流互感器副边负载无关。
二、电压互感器
电压互感器的结构、原理和接线都与变压器相同，区别在于电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。电压互感器实质上就是一台小容量的空载降压变压器。
电压互感器的绝缘方式较多，有干式（普通绝缘材料经浸漆绝缘）、浇筑式（环氧树脂等混合材料浇筑成型）、油浸式（由绝缘纸和绝缘油绝缘）和充气式（气体绝缘，以SF6为主）等。干式（浸绝缘胶）的绝缘结构、绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内配电装置；浇筑式结构紧凑，适用于3～35kV户内配电装置；油浸式绝缘性能好，可用于10kV户内外配电装置；充气式用于SF6全封闭组合电器中，此外还有电容式互感器。目前使用较多的是油浸式和电容式结构的电压互感器。
电压互感器的绝缘方式较多，有干式、浇筑式、油浸式和充气式等。干式（浸绝缘胶）的绝缘结构、绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内配电装置；浇筑式结构紧凑，适用于3～35kV户内配电装置；油浸式绝缘性能好，可用于10kV户内外配电装置；充气式用于SF6全封闭组合电器中。此外还有电容式互感器。目前使用较多的是油浸式和电容式结构的电压互感器。电压互感器按其运行承受的电压不同，可分为半绝缘和全绝缘电压互感器。半绝缘电压互感器在正常运行中只承受相电压，全绝缘电压互感器运行中可以承受线电压。
三、特别提示
（1）电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。
（2）为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。
（3）电压、电流互感器二次侧是否允许开路或者短路，容易让人混淆，为了方便理解，可以这样理解：电压互感器是将大电压变成小电压，自然将小电流变成大电流，所以不能短路，否则烧坏；电流互感器是将大电流变成小电流，自然将小电压变成大电压，所以不能开路，否则由于高电位差会使人有触电危险。
复习与思考
1.在高压设备中，互感器主要起着什么作用？其绝缘部分是如何考虑的？
2.电压互感器和电流互感器二次侧接线时要注意什么？为什么？