Η λειτουργία του μετασχηματιστή ρεύματος

Όπως κάθε μετασχηματιστής, ένας μετασχηματιστής ρεύματος έχει πρωτεύουσα περιέλιξη, πυρήνα και δευτερεύουσα περιέλιξη, αν και μερικοί μετασχηματιστές, συμπεριλαμβανομένων των μετασχηματιστών ρεύματος, χρησιμοποιούν έναν πυρήνα αέρα. Κατ 'αρχήν, η μόνη διαφορά μεταξύ ενός μετασχηματιστή ρεύματος και ενός μετασχηματιστή τάσης (κανονικού τύπου) είναι ότι ο πρώτος τροφοδοτείται με ένα «σταθερό» ρεύμα ενώ το τελευταίο τροφοδοτείται με μια «σταθερή» τάση, όπου το «σταθερό» έχει το αυστηρό κύκλωμα έννοια θεωρία.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα στο πρωτεύον παράγει ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο στον πυρήνα, το οποίο κατόπιν προκαλεί ένα εναλλασσόμενο ρεύμα στο δευτερεύον. Το πρωτεύον κύκλωμα δεν επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την τοποθέτηση του CT. Οι ακριβείς μετασχηματιστές ρεύματος χρειάζονται στενή σύνδεση μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος για να διασφαλιστεί ότι το δευτερεύον ρεύμα είναι ανάλογο προς το πρωτεύον ρεύμα σε ένα ευρύ εύρος ρεύματος. Το ρεύμα στο δευτερεύον είναι το ρεύμα στο πρωτεύον (υποθέτοντας μια πρωτεύουσα μεμονωμένη στροφή) διαιρούμενη με τον αριθμό των στροφών του δευτερεύοντος. Στην απεικόνιση στα δεξιά, το «I» είναι το ρεύμα στο πρωτεύον, το «Β» είναι το μαγνητικό πεδίο, το «Ν» είναι ο αριθμός των στροφών του δευτερεύοντος και το «Α» είναι ένα AC ammeter.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος τυπικά αποτελούνται από έναν κύλινδρο πυρήνα από χάλυβα πυριτίου τυλιγμένο με πολλές σπείρες σύρματος χαλκού όπως φαίνεται στην εικόνα στα δεξιά. Ο αγωγός που φέρει το πρωτεύον ρεύμα διέρχεται μέσω του δακτυλίου. Ως εκ τούτου, η πρωτεύουσα CT είναι μια ενιαία «στροφή». Η κύρια «περιέλιξη» μπορεί να είναι ένα μόνιμο μέρος του μετασχηματιστή ρεύματος, δηλαδή μια βαριά ράβδος χαλκού που μεταφέρει το ρεύμα μέσω του πυρήνα. Οι μετασχηματιστές ρεύματος τύπου παραθύρου είναι επίσης συνηθισμένοι, οι οποίοι μπορούν να έχουν καλώδια κυκλώματος που διατρέχουν το μέσον ενός ανοίγματος στον πυρήνα για να παράσχουν μια πρωτεύουσα περιέλιξη ενός στροφών. Για να υποβοηθήσετε την ακρίβεια, ο κύριος αγωγός πρέπει να είναι κεντραρισμένος στο άνοιγμα.

Οι CT προσδιορίζονται από την τρέχουσα αναλογία τους από την πρωτογενή στη δευτερεύουσα. Το ονομαστικό δευτερεύον ρεύμα κανονικά τυποποιείται σε 1 ή 5 αμπέρ. Για παράδειγμα, μια δευτερεύουσα περιέλιξη CT 4000: 5 θα παρέχει ρεύμα εξόδου 5 αμπέρ όταν το πρωτεύον ρεύμα περιέλιξης είναι 4000 αμπέρ. Αυτή η αναλογία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να βρει την αντίσταση ή την τάση στη μία πλευρά του μετασχηματιστή, λαμβάνοντας υπόψη την κατάλληλη τιμή στην άλλη πλευρά. Για το CT 4000: 5, η δευτερεύουσα αντίσταση μπορεί να βρεθεί ως ZS = NZP = 800ZP, και η δευτερεύουσα τάση μπορεί να βρεθεί ως VS = NVP = 800VP. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η δευτερεύουσα αντίσταση αναφέρεται στην πρωτεύουσα πλευρά και βρίσκεται ως ZS '= N2ZP. Αναφερόμενος στην σύνθετη αντίσταση γίνεται απλά πολλαπλασιάζοντας την αρχική τιμή δευτερογενούς σύνθετης αντίστασης με την τρέχουσα αναλογία. Η δευτερεύουσα περιέλιξη ενός CT μπορεί να έχει βρύσες για να παρέχει μια σειρά αναλογιών, πέντε κοινές βρύσες.

Τα σχήματα και τα μεγέθη του ρεύματος μετασχηματισμού ποικίλουν ανάλογα με τον κατασκευαστή του τελικού χρήστη ή του μεταγωγέα. Οι μετασχηματιστές ρεύματος μέτρησης χαμηλής τάσης μεμονωμένου λόγου είναι είτε τύπου δακτυλίου είτε πλαστικής μορφοποιημένης θήκης.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος διαχωρισμένου πυρήνα είτε έχουν πυρήνα δύο τμημάτων είτε πυρήνα με αποσπώμενο τμήμα. Αυτό επιτρέπει στον μετασχηματιστή να τοποθετηθεί γύρω από έναν αγωγό χωρίς πρώτα να τον αποσυνδέσει. Οι μετασχηματιστές ρεύματος διαχωρισμένου πυρήνα χρησιμοποιούνται συνήθως σε όργανα μετρήσεων χαμηλού ρεύματος, συχνά φορητά, με μπαταρία και χειροκίνητα (βλ. Εικόνα κάτω δεξιά).