開路電壓怎麼求

電流互感器二次開路將產生高壓

只要是一名電力行業從業者，肯定聽過下面這句話：

電壓互感器二次側不允許短路，電流互感器二次側不允許開路。

不允許短路，因為電壓互感器二次側就相當於一個電壓源，負載側短路的話會產生過流，從而導致發熱燒燬互感器。這個很容易理解。

不允許開路，它的原理是這樣的：

電流互感器在正常執行時，它的一次磁勢與二次磁勢是相互平衡的。一旦二次側開路，二次電流等於零，一次線圈的電動勢保持不變，一次電流全部成為勵磁電流，這將導致鐵芯中磁通量Φ急劇上升，這個急劇上升磁通量可能導致鐵芯磁飽或者可能在二次側感應出較高的電壓。

電流互感器二次側開路，究竟電壓會有多高呢？

首先我們來看電流互感器的原理。電流互感器相當於一臺升壓變壓器，它的一次繞組很少，通常只有一匝或兩匝，而二次繞組很多。我們知道，

電流和匝數之比是一個反比的關係，即：I1/I2=N2/N1。舉例來說，一臺額定變比為1200/5的電流互感器，一側繞組為1匝，那麼二次繞組則有240匝。

同時，我們知道，一臺普通的變壓器一次側和二次側的電壓比也與匝數比有關，正好是正比關係，也就是U1/U2=N1/N2。那麼對於一臺1200/5的電流互感器來說，它的匝數比N1/N2=1/240。

如果我們這臺電流互感器接在110kV電力系統中，是不是二次側的電壓會有110kV*240這麼高呢？

實際並非如此，這也是電流互感器與普通的變壓器不同的地方。

因為電力系統的電壓並非電流互感器一次側的電壓U1。

如果電流互感器一次側的電壓為110kV的話，那麼電流互感器的一次側容量將達到110kV*240A這麼大，這麼大的容量放在變壓器來看都是一個龐然大物了。所以，實際上電流互感器的一次側電壓U1是很小的。

電流互感器二次側開路電壓的正確開啟姿勢

電流互感器二次側開路時的電壓計算公式如下：

我們取一次額定安匝I1nN1n=1200A，N2n=240，Ac=25。5cm2，Lc=75。4cm，f=50Hz，鐵芯是冷軋矽鋼片，卷鐵芯，K=4。13×10-2，於是二次開路峰值電壓等於

注：公式來自《互感器設計原理》

E KL — 二次開路電壓（峰值）， V；

N 2n —額定二次匝數；

A c — 鐵芯有效截面積， cm2

f—電源頻率， Hz；

L c —鐵芯的平均磁路長， cm；

I 1n —額定一次電流， A；

N 1n —額定一次匝數；

K—係數，與鐵芯材質和鐵芯型式有關， 對於冷軋矽鋼板卷鐵芯取 4。13 ×10-2；疊片鐵芯取2。59×10-2；

從這個式子可以看出，當電流互感器二次側電流為5A，二次開路時峰值的電壓可以達到7130V。電壓已經非常高了，足以對人體構成傷害。

不過這個是理論值，實際根據網友的總結，比這個峰值要小些，但開路電壓也很高了。大概是這樣一個情況：

二次側5A的電流互感器，變比2000A以內，開路電壓不超過500V；變比4000A以內，開路電壓不超過1000V；

二次側1A的電流互感器，變比500以內，開路電壓不超過2000V；變比500以上，幾千至上萬伏。

可參考的另一種開路電壓計算方法

舉例：

500/5的電流互感器，N1/N2=I2/I1=1/100

，副邊電流是原邊的百分之一。如果互感器是原邊直接穿母線或者電纜的話，原邊相當於1匝，副邊有100匝。

當電流互感器的二次負載是

10VA的測量儀表時，副邊負載阻抗約10/（5*5）=0.4歐姆。

根據電流源的定義，可以認為互感器本身是一個5A的理想電流源和一個阻值較大的內阻的並聯，內阻起到了分流的作用。

（電流互感器等效的電流源）

我們測量時，希望的是無論測量儀表的阻抗怎麼變，只要在互感器負載範圍內，電流大小都是恆定的，就是說變化量在精度範圍內。這就要求並聯內阻的阻值要遠大於負載阻抗。同樣假設精度0。5%，則

副邊內阻需在0.4/0.5%=80歐姆以上

。此時負載阻抗只要在0。4歐姆之內變化（二次輸出小於10VA），電流可認為基本恆定不變（等於原邊被測量電流的百分之一）。

為方便計算，

我們假設實際產品精度更好，內阻是100歐姆。

此時，反映在副邊上的電壓U2等於測量儀表兩端電壓，即

U2=5*0.4=2V。電流源的並聯內阻上也是2V。損耗=2*2/100=0.04瓦。

以上為正常執行情況。

如果二次側開路，即儀表阻抗為無窮大，則內阻R0上電流為5A，其兩端電壓U2=5*100=500V，損耗=5*5*100=2500W。

最後參考一下尹石蓀老師的一篇論文