W jaki sposób przekładniki prądowe (ct) są wykorzystywane w pomiarach?

A przekładnik prądowy (CT) to transformator używany do pomiaru prądu przemiennego w obwodzie. Składa się z cewki pierwotnej, która jest przewodnikiem dostarczającym prąd do badanego obwodu, oraz cewki wtórnej (lub cewek), która łączy się z miernikiem lub innym oprzyrządowaniem. Prąd w uzwojeniu wtórnym jest wprost proporcjonalny do prądu w uzwojeniu pierwotnym.

Jak każdy inny transformator elektryczny, przekładnik prądowy ma uzwojenie pierwotne, pojedynczy zwój (przewód), rdzeń i uzwojenie wtórne; fizyka jest taka sama jak w przypadku przekładnika napięciowego. Wysoki prąd przemienny, który jest zbyt silny dla miernika, przepływa przez cewkę pierwotną, tworząc pole magnetyczne w żelaznym rdzeniu, które następnie przechodzi przez pole magnetyczne w żelaznym rdzeniu, aby wytworzyć niski prąd w uzwojeniu wtórnym w celu bezpiecznego pomiaru aktualny prąd.

Przekładniki prądowe przekształcają prąd z dużej wartości na niską (nie napięcie).

Typowe zastosowania CT

Dwa najczęstsze zastosowania przekładników prądowych obejmują:

1. Pomiar i monitorowanie zużycia energii elektrycznej

Przekładniki prądowe są szeroko stosowane w metrologii, ponieważ mogą bezpiecznie mierzyć duże prądy w liniach.

Obecnie nie da się znaleźć przyrządów, które skutecznie mierzą wysokie napięcia i duże prądy, dlatego do dokładnego pomiaru prądu i napięcia w obwodach, niezależnie od wielkości obwodu, stosuje się transformatory. Dzięki postępowi w elektronice półprzewodnikowej liczniki energii elektrycznej są w stanie z dużą precyzją wykrywać bardzo niskie prądy. Pozwala to na użycie bardzo małych przyrządów lub połączenie wielu przyrządów w mniejszej obudowie, tworząc możliwości dla systemów pomiarowych dla wielu klientów.

Ze względu na zdolność przyrządu do wykrywania małych prądów i niewielkie obciążenie obwodów przyrządu pomiarowego, żelazny rdzeń transformatora może być bardzo mały. Umożliwia także wykonanie bardzo małych uzwojeń wtórnych transformatora, aby mogły one przenosić bardzo niskie prądy, takie jak 100 mA lub 0,1 A.

Te małe prądy mają dodatkową zaletę polegającą na obniżeniu napięcia wtórnego, co pozwala mechanizmowi zaciskowemu uczynić przekładnik prądowy iskrobezpiecznym.

Z tego powodu samozwarciowe, wtórne i samozwierające przekładniki prądowe mA są pierwszym wyborem do pomiarów pomocniczych. Oprócz bezpieczeństwa zajmują bardzo mało miejsca w korytku elektrycznym rozdzielnicy i nie wymagają bloków zwierających.

Ze względu na swoje niewielkie rozmiary przekładniki prądowe są również bardzo skuteczne w pomiarze zużycia energii przez niemal każdy obwód elektryczny w danej części budynku lub dowolnego obiektu przemysłowego. Dzięki temu stosunkowo łatwo jest wystawiać klientom rachunki na podstawie zużycia energii elektrycznej.

2. Chroń oprzyrządowanie i sieć energetyczną

Przekładniki prądowe służą również do ochrony infrastruktury elektrycznej przed przeciążeniami i zwarciami. Nazywa się je chronionymi przekładnikami przyrządowymi.

W tych zastosowaniach przewody wtórne przekładników prądowych są podłączone do czułego sprzętu pomiarowego zwanego przekaźnikami ochronnymi.

Przekaźniki te wyzwalają urządzenie zabezpieczające (wyłącznik automatyczny), gdy w obwodzie występuje przetężenie, spowodowane albo przeciążeniem obwodu, albo zwykle zwarciem.

W zastosowaniach ochronnych przekładniki prądowe muszą być dobrane inaczej, głównie dlatego, że obciążenie przekaźnika ochronnego może być większe niż obciążenie przyrządu pomiarowego. Rdzeń musi być również wystarczająco duży, aby uniknąć nasycenia przekładnika prądowego, gdy na uzwojeniu pierwotnym występują wysokie prądy. To właśnie podczas tych okresów przetężenia przekładnik prądowy musi zachować swoją proporcjonalność, aby zapewnić odpowiednią ochronę. Może to być jedna z przyczyn większych rozmiarów transformatora ochronnego.

Przekładniki prądowe są ważną częścią pomiarów. Zapewniają bezpieczną i bardzo dokładną metodę pomiaru prądu pobieranego w domu lub w sieci elektrycznej. Jego szerokie zastosowanie czyni go kluczowym elementem infrastruktury i wytwarzania energii elektrycznej na całym świecie.