傳統(tǒng)的電流互感器是基于法拉第電磁感應定律，且只能測量交流電流。現(xiàn)在，與電子技術相結(jié)合的新型電子式互感器陸續(xù)開發(fā)出來并得到廣泛應用。本節(jié)論述傳統(tǒng)電流互感器的工作原理和性能。

1 傳統(tǒng)電流互感器的工作原理

電流互感器的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，一次繞組1 匝，穿過NS 匝的二次繞組線圈，在輸出端加1 個負載電阻RS 構(gòu)成。二次電流Is 通過負載RS 形成回路，產(chǎn)生與一次繞組IP 相反的磁通。

圖1 電流互感器的基本結(jié)構(gòu)

式中：A 為磁芯的截面積；lm 為磁芯的磁路長度。對上式兩邊積分，得到：

式中：Lm 為勵磁電感。

式2

基于式（2）構(gòu)建一個簡單的理論模型來理解電流互感器的工作原理，如圖29 所示。圖中忽略了雜散電感、磁芯損耗及副邊銅線的電阻等。在理論模型中添加了副邊繞線的分布電容CW。從式（2）的第2 項可以看出，如果原邊電流IP 包含直流成分，勵磁電流im將增加，直到直流成分完全通過勵磁電感Lm ，所以電流互感器不能測量直流電流。對于高頻電流，式（12）的第2 項很小，可以忽略不計。二次電流Is正比于原邊電流Ip，在負載電阻RS 上產(chǎn)生輸出電壓。

圖2 電流互感器的理論模型

分布電容CW影響電流互感器的頻率響應。勵磁電感Lm與磁芯的磁滯現(xiàn)象有關，會引起磁芯飽和，使用時要特別注意。

2.傳統(tǒng)電流互感器的性能

電流互感器從性能上看，優(yōu)勢在于：

1）對比羅氏線圈，RS上的電壓正比于原邊電流，不需要積分器，避免羅氏線圈由于積分而導致的零點漂移和輸出飽和，提高了精度；

2）原邊電流的位置對測量精度影響小；

3）帶寬大，優(yōu)化設計可以達到1 MHz；

4）成本低。

局限性有：

1）勵磁電流im通過勵磁電感Lm而不通過測量電阻RS將會引起測量誤差；

2）只能測量交流，不能測量直流；

3）由于次級開路會引起高壓，危及設備和人員的安全。