Czym są przekładniki prądowe?

Transformatory prądu są istotną częścią każdej instalacji przemysłowej i są wykorzystywane do kilku różnych zastosowań. Służą do pomiaru zużycia energii elektrycznej, ochrony infrastruktury elektrycznej przed przeciążeniami i zwarciami oraz do pomiaru napięcia wejściowego z linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia.

Można je znaleźć w wielu stylach, kształtach i klasach znamionowych i są popularnym wyborem wśród elektryków na całym świecie. Należą do nich typy zaciskowe, z rdzeniem dzielonym i rdzeniem pełnym do zastosowań niskiego i średniego napięcia.

Przekładniki prądowe służą do pomiaru prądu przepływającego przez przewodnik, zwykle przy użyciu pola magnetycznego powstającego, gdy prąd przepływa przez rdzeń toroidalny. Prąd ten następnie indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym.

Przekładnik prądowy składa się z laminowanego rdzenia stalowego, uzwojenia wtórnego wokół rdzenia i materiału izolacyjnego otaczającego uzwojenia wtórne. Gdy prąd przepływa przez przewodnik, wytwarza pole magnetyczne, które jest ustawione pod kątem prostym do kierunku przepływu. Powstałe pole magnetyczne indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym przekładnika prądowego, które można następnie zmierzyć za pomocą przyrządu lub miernika.

Uzwojenie pierwotne przekładnika prądowego składa się zwykle z ciężkiego pręta miedzianego przechodzącego przez rdzeń toroidalny. Pierścień rdzenia toroidalnego jest następnie owijany zwojami drutu miedzianego, czasami z pierścieniem pierścieniowym na jednym końcu. Ten typ CT jest również nazywany „okienkowym” CT.

Ogólnie rzecz biorąc, znamionowe napięcie wtórne przekładnika prądowego wynosi 5 lub 1 amper. Opiera się to na współczynniku zwojów uzwojenia wtórnego i wartości znamionowej głównego przewodu obciążeniowego przekładnika prądowego.

Klasy dokładności dzielą się na dokładność pomiaru i dokładność zabezpieczenia (przekaźnika). Klasa pomiarowa przekładnika prądowego określa stopień, w jakim błąd prądu i przesunięcie fazowe pomiędzy prądem pierwotnym i wtórnym mieści się w określonej wartości. Klasa ochrony (przekaźnika) przekładnika prądowego określa zakres maksymalnego obciążenia dopuszczalnego dla danego przekładnika prądowego.

Gdy główny prąd obciążenia przekładnika prądowego jest wyższy niż wartość znamionowa przekładnika prądowego, w uzwojeniu wtórnym może wystąpić nadmierny strumień magnesujący, który może spowodować uszkodzenie izolacji wtórnej. Może to skutkować utratą dokładności dozowania.

Aby uniknąć tego problemu, w uzwojeniu wtórnym przekładnika prądowego umieszcza się przekaźnik ochronny, aby zmniejszyć prąd przepływający przez obwód. Umożliwi to przekładnik prądowy dalszą pracę jako urządzenie pomiarowe, ale zapobiegnie także generowaniu zbyt wysokiego prądu w uzwojeniu pierwotnym przekładnika prądowego, powodującego uszkodzenie izolacji wtórnej i utratę dokładności pomiaru.

Podobnie jak w przypadku wszystkich transformatorów, przekładniki prądowe mają maksymalną ilość energii, którą można przekształcić w inną formę energii. Limit ten nazywany jest „obciążeniem CT”.

Jeśli obciążenie przekładnika prądowego przekroczy jego pojemność znamionową, utraci on dokładność, a nawet może stać się niebezpieczny w użyciu, ponieważ może spowodować uszkodzenie podłączonych przyrządów. Dlatego należy zmierzyć obciążenie przekładnika prądowego, aby upewnić się, że spełnia on specyfikacje swojego zastosowania.