電壓互感器

電壓互感器的作用是把高電壓按比例關係變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。

電壓互感器
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電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的設備，但它的電磁結構關係與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次迴路是高阻抗迴路，二次電流的大小由迴路的阻抗決定。當二次負載阻抗減小時，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側之間的電磁平衡關係。可以說，電壓互感器是一個被限定結構和使用形式的特殊變壓器。

中文名：電壓互感器

外文名：Potential transformer

簡稱：PT

作用：變換線路上的電壓

解釋：帶鐵心的變壓器

組成：主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣

涉及學科；電學、電磁學

目錄

基本結構

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電壓互感器的基本結構和變壓器很相似，它也有兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。電壓互感器在運行時，一次繞組N1並聯接在線路上，二次繞組N2並聯接儀表或繼電器。因此在測量高壓線路上的電壓時，儘管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。

工作原理

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電壓互感器其作用是可用它擴大交流電壓表的量程，將高電壓與電氣工作人員隔離。其工作原理與普通變壓器空載情況相似。使用時，應把匝數較多的高壓繞組跨接至需要測量其電壓的供電線路上，而匝數較少的低壓繞組則與電壓表相連。

因為U1/U2=K，所以U1=KU2，由此可見高壓線路的電壓等於副邊所測得的電壓與變壓比的乘積 。當電壓表同一隻專用的電壓互感器配套使用時，伏特表的刻度就可以按電壓互感器高壓側的電壓標出，這樣就可不必經過換算，而直接從該電壓表上讀出高壓線路的電壓值。

通常電壓互感器副邊線繞組的額定電壓均設計同一標準值為100伏。因此，在不同電壓等級的電路中所用的電壓互感器，其變壓比是不同的，例如1000/100，600/100等等。

電壓互感器有一次繞組、二次繞組、鐵芯接線端子和絕緣支持物等組成 。電壓互感器一次繞組具有較多的匝數N1，並聯接於被測電路的兩端，其絕緣等級與實際系統的電壓相應。二次繞組具有較少的匝數N2，可接通測量儀表或電能表的電壓線圈，二次額定電壓通常為100V。

電壓互感器正常工作時可以看作是一台空載運行的降壓變壓器。當一次繞組接於電源電壓時，在一次繞組中流過空載電流，在鐵芯中產生磁通，使二次繞組中產生感應電壓。U1=KU2

式中U1--電壓互感器一次電壓，V；

U2--電壓互感器二次電壓，V；

K--電壓互感器變比。

用途

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電壓互感器是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化。因此，通過電壓互感器可以直接用普通電氣儀表進行電壓測量。 由於採用了電壓互感器，各種測量儀表和保護裝置不直接與高電壓相連接從而保證了儀表測量和繼電保護工作的安全，也解決了高壓測量的絕緣、製造工藝等困難。此外，由於電壓互感器的二次側均為10伏使得測量儀表和繼電器電壓線圈製造上得以標準化。

分類

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1、按安裝地點可分為戶內式和戶外式

35kV及以下多製成戶內式；35kV以上則製成戶外式。

2、按相數

可分為單相和三相式35kV及以上不能製成三相式。

3、按繞組數目

可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側和基本二次側外，還有一組輔助二次側，供接地保護用。

4、按絕緣方式

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可分為乾式、澆注式、油浸式和充氣式。

乾式電壓互感器結構簡單、無着火和爆炸危險，但絕緣強度較低，只適用於6kV以下的戶內式裝置；澆注式電壓互感器結構緊湊、維護方便，適用於3kV～35kV戶內式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用於10kV以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用於SF6全封閉電器中。

5、按工作原理

電磁式電壓互感器：是利用電磁感應原理按比例變換電壓或電流的設備。

電容式電壓互感器：電容式電壓互感器（CVT）是由串聯電容器分壓，再經電磁式互感器降壓和隔離，作為表計、繼電保護等的一種電壓互感器，電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線用於長途通信、遠方測量、選擇性的線路高頻保護、遙控、電傳打字等。

型號含義

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電子式電壓互感器：由連接到傳輸系統和二次轉換器的一個或多個電壓或電流傳感器組成的一種裝置，用以傳輸正比於被測量的量，供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制裝置。

電壓互感器型號由以下幾部分組成，各部分字母，符號表示內容：

第一個字母：J——電壓互感器；

第二個字母：D——單相；S——三相

第三個字母：J——油浸；Z——澆注；

第四個字母：數字——電壓等級（KV）。

例如：JDJ-10表示單相油浸電壓互感器，額定電壓10KV。

額定一次電壓，作為互感器性能基準的一次電壓值。

額定二次電壓，作為互感器性能基準的二次電壓值。額定變比，額定一次電壓與額定二次電壓之比。

準確級，由互感器系統定的等級，其誤差在規定使用條件下應在規定的限值之內負荷，二次迴路的阻抗，通常以視在功率（VA）表示。額定負荷，確定互感器準確級可依據的負荷值。

注意事項

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1、電壓互感器在運行時二次側不能短路。在正常運行時，電壓互感器二次側接近於空載狀態，電流很小，若二次迴路短路，二次迴路的阻抗將變得很小，會出現很大的短路電流，將損壞互感器和危及人身安全。因此，需在電壓互感器的二次側裝設熔斷器或自動空氣開關等元件作為二次側的短路保護，當二次側發生故障時，能快速熔斷或斷開，以保證電壓互感器不受損害。

2、保證電壓互感器二次側一點可靠接地。電壓互感器二次側的保安接地方式有經中性點接地和經B相接地兩種。

3、用於不同的準確級時，電壓互感器的二次負荷不應超過該準確級規定的容量，否則，會使準確級下降，誤差滿足不了要求。對電容式電壓互感器，除了要保證二次負荷在允許範圍內，還要保證其在允許的頻率和溫度範圍內運行，電壓互感器的運行容量不應超過銘牌規定的額定容量長期運行，在任何情況下都不能超過極限容量運行。

4、電壓互感器允許的最高運行電壓及時間，應遵守有關標準規定。一般在大接地電流系統中，允許在1.5倍額定電壓下運行30s，在小接地電流系統中，允許在1.9倍額定電壓下運行8h。

5、電容式電壓互感器的低壓端子是用來與載波裝置連接後接地的，當互感器不用於載波通信時，該端子必須直接接地。

6、電容式電壓互感器退出運行後，為保證人身安全，需經放電並且高低壓端子短路後方可接觸。

7、在運行中，若需要在電壓互感器本體工作，此時不僅需要把一次側斷開，而且還要求其二次側有明顯的斷開點，以防由於某種原因使二次繞組與其他交流電壓迴路連接，在一次側感應出高電壓，危及設備和人身安全。

8、新裝電壓互感器以及電壓互感器大修後，或其二次迴路變動後，投入運行前應定相。所謂定相是指將該電壓互感器與相位正確的另一個電壓互感器的一次側接在同一電源上，測定它們的二次側電壓相位是否相同。如果高壓側相位正確，而低壓側錯誤，會造成嚴重後果。

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