Uvod
Tokovni transformator (CT) je sestavljen iz več pomembnih komponent, ki skupaj transformirajo električni tok in zagotavljajo ustrezen signal za merilno ali zaščitno opremo. Čeprav se natančna konstrukcija razlikuje glede na tip CT, nivo napetosti, nazivni tok, zahteve glede natančnosti in uporabo, večina tokovnih transformatorjev vsebuje več osnovnih delov.
Razumevanje glavnih komponent tokovnega transformatorja je koristno pri izbiri, nameščanju, testiranju ali vzdrževanju opreme CT. Magnetno jedro, primarno vezje, sekundarno navitje, izolacijski sistem, sponke in ohišje prispevajo k splošni učinkovitosti in zanesljivosti transformatorja.
Magnetno jedro
Magnetno jedro je ena najpomembnejših komponent tokovnega transformatorja.
Zagotavlja magnetno pot za tok, ki ga ustvari primarni tok. Ko tok teče skozi primarni prevodnik, ustvari magnetno polje. Jedro koncentrira in usmerja ta magnetni tok, tako da lahko učinkovito deluje s sekundarnim navitjem.
Material jedra in konstrukcija pomembno vplivata na delovanje CT. Na natančnost lahko vplivajo dejavniki, kot so magnetna prepustnost, izgube jedra, značilnosti nasičenosti in fizične dimenzije.
Različne aplikacije CT lahko zahtevajo različne zasnove jedra. Merilne aplikacije se na splošno močno osredotočajo na natančnost meritev, medtem ko lahko zaščitne aplikacije zahtevajo primerno zmogljivost v pogojih visoke-tokovne napake.
Primarni prevodnik ali primarno navitje
Primarna stran je del CT, ki prenaša tok, ki se meri.
Odvisno od zasnove je lahko primarni sestavljen iz namenskega navitja, bakrene palice ali zunanjega prevodnika, ki poteka skozi odprtino CT.
Okenski-in toroidni CT-ji so običajno zasnovani tako, da obstoječi prevodnik deluje kot primarni prevodnik. V tej ureditvi gre prevodnik skozi magnetno jedro, CT pa zazna magnetno polje, ki ga proizvaja tok.
Primarna zasnova je tesno povezana z nazivnim primarnim tokom in zahtevami za namestitev.
Sekundarno navitje
Sekundarno navitje je še ena pomembna komponenta.
Sestavljen je iz zavojev izoliranega prevodnika, navitega okoli magnetnega jedra ali povezanega z njim. Spreminjajoči se magnetni tok, ki ga ustvarja primarni tok, inducira tok v sekundarnem navitju.
Sekundarni tok je sorazmeren s primarnim tokom glede na razmerje CT.
Sekundarno navitje je priključeno na opremo, kot so ampermetri, merilniki energije, nadzorni sistemi ali zaščitni releji. Navitje mora biti zasnovano tako, da ustreza zahtevanim nazivnim tokom, natančnosti, izolaciji in značilnostim obremenitve.
Izolacijski sistem
Izolacijski sistem ločuje električno prevodne komponente in pomaga CT vzdržati nazivno napetost in električne obremenitve.
Odvisno od zasnove in uporabe je lahko izolacija zagotovljena z materiali, kot so oblikovana izolacija, smola, izolacijski papir ali drugi ustrezni električni izolacijski materiali.
Zahtevana raven izolacije je odvisna od delovne napetosti in okolja namestitve.
Dobra izolacija je bistvenega pomena za električno varnost in dolgoročno-zanesljivost. Pri načrtovanju izolacije je treba upoštevati tudi okoljske pogoje, kot so temperatura, vlažnost, kontaminacija in mehanske obremenitve.
Terminali
Priključki CT zagotavljajo električno povezavo med transformatorjem in zunanjim merilnim ali zaščitnim vezjem.
Primarni in sekundarni priključki morajo biti jasno označeni, da je mogoče CT pravilno priključiti.
Sekundarni priključki so še posebej pomembni, ker lahko nepravilno ožičenje vpliva na natančnost meritev, polarnost in učinkovitost zaščite.
V praktičnih inštalacijah mora zasnova priključkov zagotavljati tudi zanesljive mehanske povezave in ustrezno električno izolacijo.
Ohišje ali ohišje
Ohišje ščiti notranje komponente tokovnega transformatorja pred okolico in zagotavlja mehansko podporo.
Odvisno od uporabe lahko ohišje pomaga zaščititi CT pred prahom, vlago, mehanskimi udarci in drugimi okoljskimi vplivi.
Za notranje električne plošče so pogosta kompaktna oblikovana ohišja. Druge aplikacije lahko zahtevajo drugačno mehansko zaščito, odvisno od okolja namestitve.
Ohišje prispeva tudi k fizičnim dimenzijam in načinu namestitve CT.
Montažna struktura
Številni tokovni transformatorji vključujejo pritrdilne elemente, ki jim omogočajo varno namestitev na električne plošče, zbiralke, kable ali drugo opremo.
Način montaže je odvisen od izvedbe CT. Nekateri CT-ji so zasnovani za neposredno montažo okoli vodnika, medtem ko lahko drugi uporabljajo nosilce, vijake, sisteme DIN letev ali druge mehanske strukture.
Pravilna namestitev je pomembna, ker lahko premikanje ali nepravilna namestitev vpliva na namestitev in, odvisno od zasnove, na delovanje merilnega sistema.
Zaključek
Glavne komponente tokovnega transformatorja vključujejo magnetno jedro, primarni prevodnik ali navitje, sekundarno navitje, izolacijski sistem, sponke, ohišje in montažno strukturo.
Vsaka komponenta ima določeno vlogo. Magnetno jedro zagotavlja magnetno pot, primarno prenaša izmerjeni tok, sekundarno pa proizvaja sorazmerni izhodni tok, ki ga uporabljajo merilniki ali zaščitne naprave. Izolacijski sistem zagotavlja električno ločitev, medtem ko sponke, ohišje in montažna struktura podpirajo varno in zanesljivo namestitev.
Ker se konstrukcija CT razlikuje glede na aplikacijo, morajo uporabniki pri izbiri izdelka upoštevati zahtevano razmerje toka, natančnost, obremenitev, stopnjo izolacije, način namestitve in okoljske pogoje.
Pravilno zasnovan tokovni transformator združuje te komponente v zanesljivo napravo za merjenje toka, nadzor in električno zaščito.