郭胜，郝桃武

(大连北方互感器集团湖南大北互互感器有限公司，湖南 常德415000)

0 引言

近年来，随着电力系统规模的扩大，电力系统中的短路电流水平不断增大[1]，系统承受短路电流的能力有限已经成为电力系统规划与运行面临的重要问题。为了限制系统短路电流目前各电力系统已采取许多行之有效的方法[2－5]，但系统整体的短路电流还是呈逐年上升趋势。所以对串联的电流互感器承受短路电流的能力(动热稳定性能)也提出了更高的要求。

为了适应系统动热稳定的要求，国内一般采用如下两种解决方案:1)选用额定一次电流比系统额定电流大很多的电流互感器，虽动热稳定得以满足，但测量精度下降较多，而且给测量及继电保护带来很大的困难[6]。2)采用初始导磁率很高而饱和磁密较低的铁磁材料(如坡莫合金、非晶合金、超微晶合金)作为计量绕组的铁心，通过降低安匝数的方法来提高动热稳定性能。但为了满足精度要求，需增大铁心截面积。产品体积增大，相应制造成本也将成倍增加，且安匝数也不能无限制地降低。目前，国内现有铁磁材料的电流互感器安匝数降到200安匝以下时，计量精度将降低且能满足的二次容量变小。

为了设计制造小变比高动热稳定的电流互感器，首先需对动热稳定时电流互感器的热效应及电磁力(也称为电动力)进行分析计算，以便进行电流互感器的电磁结构和绝缘结构设计。

1 电流互感器热稳定状态下的热效应

在系统发生短路故障时，短路电流通过电流互感器会使互感器内部温度急剧升高，如果互感器热稳定性能不好，往往会出现树脂开裂的现象，有时可能发生爆炸[7]。……