穿芯式小电流互感器的原理电路如图1 所示,图2 是其二次等效电路图。I1 为小电流互感器一次侧电流, I2 为二次侧电流, I0 为激磁电流。N1 、N2 分别为一、二次绕组匝数。因此,该小电流互感器的磁势平衡方程为:
当激磁安匝I0 N1 为零时, I1 N1 = - I2 N2 即付边安匝变化能完全反映原边安匝变化,误差为零。一般称I0 N1 为绝对误差, I0 N1PI1 N1 为相对误差。电流互感器的误差为复数误差,可用比值差f 和角差δ表示。
式中f = ( I2 N2PI1 N1 )PI1 ×100 % ,δ为I2 逆时针180°后与I1 的夹角,如图3 所示。
由此可见,由于I0 N1 的存在,使I2 N2 与I1 N1存在角差δ和比值差f 。若I0 = 0 ,则激磁磁势为0 ,误差为零。此时的铁芯处于“零磁通”状态,它工作
于磁化曲线的起始段(线性段) 。这时,电流互感器输出波形就不会畸变,保持良好的线性度。此即为“零磁通原理”。因此,若能使互感器铁芯始终处于零磁通状态,就能从根本上消除电流互感器的误差。但是,由互感器的工作原理可知,靠互感器自身是不可能实现零磁通的,必须靠外界条件的补偿或调整。为此,采用动态平衡电子电路对其进行动态调整,使铁芯始终处于“动态零磁通状态”。