ترانسفورماتور جریان: ترانسفورماتور کوچکی که جریان بزرگ را به صورت ایمن اندازه گیری می کند

چگونه کار می کند

مانند هر ترانسفورماتور، CT با القای الکترومغناطیسی کار می کند. یک جریان متناوب در هادی اولیه یک میدان مغناطیسی متغیر در داخل یک هسته حلقه‌ای شکل ایجاد می‌کند. یک سیم پیچ ثانویه که به دور آن هسته پیچیده شده است، همان شار متغیر را می گیرد و جریانی متناسب تولید می کند. رابطه ساده است:

I1 / I2 = N2 / N1

که در آن N1 و N2 تعداد چرخش در هر طرف است.

در CT معمولی نوع پنجره ، خود کابل برق اصلی است – اغلب فقط یک دور – و صدها دور سیم ظریف سیم ثانویه را تشکیل می دهند. اگر نسبت 80:1 باشد، یک باسبار 400 آمپر به سیگنال 5 آمپری قابل کنترل در متر تبدیل می شود.

انواع و پارامترهای کلیدی

CT های پنجره/حلقه هسته ای : هادی اولیه به سادگی از سوراخی در هسته عبور داده می شود.
CT های اولیه زخم : سیم پیچ اولیه برای مدارهای جریان کم است.
CT های اولیه میله ای : یک میله مسی ثابت از هسته عبور می کند.

مهندسان یک CT را بر اساس نسبت ، بار آن (امپدانس بار در ثانویه، بر حسب ولت آمپر)، کلاس دقت و ولتاژ نقطه زانو انتخاب می کنند.

طبق IEC 61869-1، کلاس های اندازه گیری مانند 0.2، 0.5، یا 1 به این معنی است که CT در 0.2٪، 0.5٪، یا 1٪ خطای نسبت در جریان نامی باقی می ماند. سی تی های محافظ اغلب با علامت 5P10 یا 5P20 مشخص می شوند، به این معنی که تا 10 یا 20 برابر جریان اولیه نامی در محدوده خطای 5 درصد قرار می گیرند. ولتاژ نقطه زانو، همانطور که در IEC 61869 تعریف شده است، ولتاژ ثانویه ای است که بالاتر از آن افزایش 50 درصدی در جریان تحریک تنها 10 درصد افزایش در ولتاژ ثانویه ایجاد می کند - اساساً در جایی که هسته شروع به اشباع شدن می کند.

یک مثال آشنا: GFCI

یکی از کاربردهای روزمره ، قطع کننده مدار خطای زمین (GFCI) در حمام و آشپزخانه است. هر دو هادی گرم و خنثی از یک CT کوچک عبور می کنند. در شرایط عادی جریان آنها از بین می رود، بنابراین CT جریان خالص تقریباً صفر را می بیند. اگر حتی مقدار کمی از جریان به زمین نشت کند، CT عدم تعادل را تشخیص می دهد و یک رله کوچک مدار را در کسری از ثانیه قطع می کند.

تصور غلط رایج / واقعیت جالب

خطرناک ترین تصور غلط در مورد CT این است که طرف ثانویه بی ضرر است زیرا فقط 1 A یا 5 A را حمل می کند . فقط زمانی که به درستی متصل شود بی ضرر است. اگر مدار ثانویه را در حالی که جریان اولیه جریان دارد باز کنید، CT ناگهان مانند یک ترانسفورماتور ولتاژ افزایش یافته رفتار می کند و می تواند صدها تا هزاران ولت را در پایانه های باز تولید کند. طبق دستورالعمل IEEE C57.13 و IEC، این می تواند به عایق آسیب برساند، قوس بین پایانه ها ایجاد شود و به تکنسین ها آسیب برساند.

به همین دلیل اولین قانون کار سی تی این است: همیشه قبل از قطع کنتور یا رله، ثانویه را اتصال کوتاه کنید.