XGN2-12交流金属封闭开关设备互感器：检测原理与选型

XGN2-12交流金属封闭开关设备中，互感器（包括电流互感器和电压互感器）的检测原理主要基于电磁感应定律，选型时需综合考虑额定电压、额定电流、准确度等级、额定负荷、额定短时热电流、额定动稳定电流以及环境条件等因素。

### 检测原理

1. **电流互感器**：电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。它由闭合的铁心和绕组组成，一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过；二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中。电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
2. **电压互感器**：电压互感器是一个带铁心的变压器，它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压$U_1$时，在铁心中就产生一个磁通$\varPhi$，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压$U_2$。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压和二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。

### 选型要点

1. **额定电压**：

* 互感器的额定电压应满足开关柜使用场合电网电压的要求，其绝缘水平能够承受电网电压长期运行，以及承受可能出现的规定的雷电过电压、操作过电压及单相接地方式下的电压。
* 对于接在三相系统相与地之间或中性点与地之间的单相电压互感器，其额定一次电压为上述额定电压的$\frac{1}{3}$。

2. **额定电流**：

* 电流互感器的额定一次电流由电力工程的实际负荷来决定，一般情况下按负荷电流乘以$1.2\sim1.25$的系数来确定互感器的额定电流。
* 额定二次电流分为$5A$和$1A$，一般来说在电量传输距离较远及弱电系统中选择$1A$。

3. **准确度等级**：

* 电流互感器的准确度等级分为$0.001\sim1$多种级别。用于发电厂、变电站、用电单位配电控制盘上的电气仪表一般采用$0.5$级或$0.2$级；用于设备、线路的继电保护一般不低于$1$级；用于电能计量时，依据被测负荷容量或用电量多少的规程要求来选择。
* 电压互感器的准确度等级也需根据实际需求进行选择，以确保测量和保护的准确性。

4. **额定负荷**：

* 额定负荷为额定二次电流通过二次侧额定负荷时所消耗的视在功率，可以用视在功率（$VA$）表示，也可以用二次侧额定负荷阻抗（$\Omega$）表示。
* 互感器的额定负荷应根据二次侧测量和保护回路和装置的阻抗合理选择。对于测量级绕组，国标规定测量准确级误差限值是在二次侧负荷为$25\%\sim100\%$额定负荷内确定的。

5. **额定短时热电流和额定动稳定电流**：

* 电流互感器的额定短时热电流表示的是耐受时间为$1s$的电流，在用于开关柜时，按等值$Pt$折算到$3s$，与回路短路电流比较进行热稳定校验。
* 额定动稳定电流作为对电流互感器内部动稳定的校验，开关柜回路中可能的最大短路电流峰值应小于额定动稳定电流。

6. **环境条件**：

* 选型时还需考虑互感器使用环境的温度、湿度、海拔等条件，以确保互感器能在规定的环境条件下正常工作。