3.3.3 电能表配合互感器测量高电压大电流的接线方式
在使用电能表时，要求所接电路的电压和电流不能超过电能表的额定电压和额定电流。如果希望容量小的电能表也能测量大电流和高电压电路的电能，可在电路与电能表之间加接电压互感器和电流互感器。
（1）电压互感器
电压互感器是一种能将交流电压升高或降低的器件，其外形与结构如图3-21（a）、（b）所示，其工作原理说明如图3-21（c）所示。
图3-21 电压互感器
从图中可以看出，电压互感器由两组线圈绕在铁芯上构成，一组线圈（可称作初级线圈，其匝数为N1）并接在电源线上，另一组线圈（可称作次级线圈，其匝数为N2）接有一个电压表。当电源电压加到初级线圈时，该线圈产生磁场，磁场通过铁芯穿过次级线圈，次级线圈两端即产生电压。电压互感器的初级线圈电压U1与次级线圈电压U2有下面的关系：
从上面的式子可以看出，电压互感器线圈两端的电压与匝数成正比，即匝数多的线圈两端的电压高，匝数少的线圈两端电压低，N1/N2称为变压比。
因此，当电能表接在高电压电路中时，应在电能表与电路之间接电压互感器，匝数多的线圈并接在电源线上，匝数少的线圈与电能表内部的电压线圈并接。
（2）电流互感器
电流互感器是一种能增大或减小交流电流的器件，其外形与工作原理说明如图3-22所示。
图3-22 电流互感器
从图3-22（b）中可以看出，电流互感器与电压互感器结构基本相同，不同主要在于电压互感器的一组线圈并接在电源线上，而电流互感器的一组线圈串接在一根电源线上。当有电流流过初级线圈时，线圈产生磁场，磁场通过铁芯穿过次级线圈，次级线圈两端有电压产生，与线圈连接的电流表有电流流过。对于穿心式电流互感器，直接将穿心（孔）而过的电源线作为一次绕组，二次绕组接电流表。
电流互感器的初级线圈电流I1与次级线圈电流I2有下面的关系：
从上面的式子可以看出，线圈流过的电流大小与匝数成反比，即匝数多的线圈流过的电流小，匝数少的线圈流过的电流大，N2/N1称为变流比。
因此，当电能表接在大电流电路中时，应在电能表与电路之间接电流互感器，匝数少的线圈串接在电源线上，匝数多的线圈与电能表内部的电流线圈串接。
（3）电能表在大电流电路中的接线方式
当电能表需用在大电流电路时，可在电源线与电能表之间加接电流互感器。图3-23所示是几种在大电流电路中的电能表接线方式，其中图3-23（a）为单相电能表的接线方式，图3-23（b）为三相三线式电能表的接线方式，图3-23（c）为三相四线式电能表的接线方式。
图3-23 电能表大电流连接方式
在电能表与电流互感器配合来测量电路电量时，电能表测得的值并不是电路的实际用电量，实际用电量应等于电能表的值与电流互感器的变流比（N2/N1）。
以图3-23（a）为例，若电流互感器的变流比为400/5，电能表一天变化值为10kW·h，那么该天负载实际消耗电能为10×400/5 = 800kW·h。
（4）电能表在大电流、高电压电路中的接线方式
当电能表需用在大电流、高电压电路时，可在电源线与电能表之间加接电流互感器和电压互感器。图3-24所示是单相电能表在大电流、高电压电路中的接线方式。
图3-24 单相电能表在大电流、高电压电路中的接线方式
在电能表与电流互感器、电压互感器配合使用时，电能表测得的值并不是电路的实际用电量，实际用电量应等于电能表的值、电流互感器的变流比和电压互感器的变压比三者的乘积。