Какво е нисковолтов токов трансформатор и как работи?

Всеки нисковолтов токов трансформатор има обща вътрешна структура, но съществуват различни конструкции за специфични нужди. Разбирането на основните компоненти е първата стъпка. Оттам можем да разгледаме основните типове и техните уникални характеристики. Нисковолтовият токов трансформатор е изграден оттри основни частикоито работят заедно.

Ядро, намотки и изолация

Функционалността на токовия трансформатор зависи от три основни компонента, работещи в хармония. Всяка част играе различна и критична роля в работата на трансформатора.

• Ядро:Силициево-стоманена сърцевина образува магнитния път. Тя концентрира магнитното поле, генерирано от първичния ток, осигурявайки ефективната му връзка с вторичната намотка.
• Намотки:Токовият трансформатор има два комплекта намотки. Първичната намотка пренася високия ток, който ще се измерва, докато вторичната намотка има много повече намотки, за да произведе понижен, безопасен ток.
• Изолация:Този материал разделя намотките от сърцевината и една от друга. Той предотвратява електрически къси съединения и осигурява безопасността и дълготрайността на устройството.

Вид рана

CT с намотка включва първична намотка, състояща се от една или повече намотки, постоянно монтирани върху сърцевината. Тази конструкция е самостоятелна. Силнотокова верига се свързва директно към клемите на тази първична намотка. Инженерите използват CT с намотка за...прецизно измерване и предпазване на електрически системиТе често са избирани заприложения за високо напрежение, където прецизността и надеждността са от решаващо значение.

Тороидален (прозоречен) тип

Тороидалният или „прозоречен“ тип е най-често срещаният дизайн. Той се отличава с поничковидно ядро, около което е увита само вторичната намотка. Първичният проводник не е част от самия токов трансформатор. Вместо това, високотоковият кабел или шина преминава през централния отвор или „прозореца“, действайки като еднооборотна първична намотка.

Основни предимства на тороидалните компютърни томографи:Този дизайн предлага няколко предимства пред други видове, включително:

• По-висока ефективност, често между95% и 99%.
• По-компактна и лека конструкция.
• Намалени електромагнитни смущения (EMI) за близките компоненти.
• Много ниско механично бръмчене, което води до по-тиха работа.

Тип бар

Токовият трансформатор с релсов тип е специфична конструкция, при която първичната намотка е неразделна част от самото устройство. Този тип включва релса, обикновено изработена от мед или алуминий, която преминава през центъра на ядрото. Тази релса действа катоеднооборотен първичен проводникЦелият възел е поместен в здрав, изолиран корпус, което го прави стабилен и самостоятелен модул.

Конструкцията на токов трансформатор с релсов тип се фокусира върху надеждността и безопасността, особено в електроразпределителните системи. Ключовите му елементи включват:

• Основен проводник:Устройството е снабдено с напълно изолирана шина, която служи като първична намотка. Тази изолация, често отливка от смола или бакелизирана хартиена тръба, предпазва от високо напрежение.
• Вторична намотка:Вторична намотка с много навивки от тел е навита около ламинирана стоманена сърцевина. Тази конструкция минимизира магнитните загуби и осигурява точна трансформация на тока.
• Ядро:Ядрото насочва магнитното поле от първичната намотка към вторичната, което позволява процеса на индукция.

Предимство на инсталацията:Основно предимство на нисковолтовия токов трансформатор с релсов тип е лесният му монтаж. Той е проектиран за директен монтаж върху шини, което опростява настройката и намалява потенциалните грешки при окабеляването. Някои модели дори разполагат с...конфигурация с разделено ядро ​​или скобаТова позволява на техниците да инсталират токовия трансформатор около съществуваща шина, без да изключват захранването, което го прави идеален за проекти за преоборудване.

Компактният и издръжлив дизайн ги прави идеални за ограничени и взискателни среди, намиращи се в разпределителни устройства и разпределителни табла.

 

Важно предупреждение за безопасност: Никога не отваряйте вторичната намотка

Основно правило урежда безопасната работа с всеки токов трансформатор. Техниците и инженерите никога не трябва да позволяват вторичната намотка да бъде отворена, докато токът тече през първичния проводник. Вторичните клеми трябва винаги да бъдат свързани към товар (неговата тежест) или да бъдат късо съединени. Неспазването на това правило създава изключително опасна ситуация.

Златното правило на КТ:Винаги се уверявайте, че вторичната верига е затворена, преди да включите първичната. Ако трябва да отстраните измервателен уред или реле от активна верига, първо съединете накъсо вторичните клеми на токовия трансформатор.

Разбирането на физиката зад това предупреждение разкрива сериозността на опасността. При нормална работа вторичният ток създава противомагнитно поле, което се противопоставя на магнитното поле на първичната обмотка. Това противодействие поддържа магнитния поток в ядрото на ниско, безопасно ниво.

Когато операторът разкачи вторичната намотка от нейното натоварване, веригата се отваря. Вторичната намотка се опитва да насочи тока си към това, което е ефективно...безкраен импеданс, или съпротивление. Това действие води до колапс на противоположното магнитно поле. Магнитният поток на първичния ток вече не се неутрализира и той бързо се натрупва в ядрото, довеждайки го до силно насищане.

Този процес индуцира опасно високо напрежение във вторичната намотка. Явлението се развива на отделни стъпки по време на всеки цикъл на променлив ток:

1. Неоспоримият първичен ток създава масивен магнитен поток в ядрото, което го кара да се насища.
2. Тъй като първичният променлив ток преминава през нула два пъти на цикъл, магнитният поток трябва бързо да се променя от насищане в едната посока към насищане в обратната посока.
3. Тази невероятно бърза промяна в магнитния поток предизвиква изключително висок пик на напрежение във вторичната намотка.

Това индуцирано напрежение не е постоянно високо напрежение; то е поредица от остри пикове или гребени. Тези пикове на напрежение могат лесно да достигнатняколко хиляди волтаТакъв висок потенциал представлява множество сериозни рискове.

• Опасност от екстремен шок:Директният контакт с вторичните клеми може да причини фатален токов удар.
• Разбивка на изолацията:Високото напрежение може да разруши изолацията в токовия трансформатор, което води до трайна повреда.
• Повреда на инструмента:Всяко свързано оборудване за наблюдение, което не е проектирано за такова високо напрежение, ще бъде незабавно повредено.
• Дъга и огън:Напрежението може да предизвика образуване на дъга между вторичните клеми, което представлява значителен риск от пожар и експлозия.

За да се предотвратят тези опасности, персоналът трябва да спазва строги процедури за безопасност, когато работи с нисковолтов токов трансформатор.

Процедури за безопасно боравене:

1. Потвърдете, че веригата е затворена:Преди да захранвате първична верига, винаги проверявайте дали вторичната намотка на токовия трансформатор е свързана към нейната товарна верига (измервателни уреди, релета) или е сигурно късо съединена.
2. Използвайте блокове за късо съединение:Много инсталации включват клемни блокове с вградени късосъединители. Тези устройства осигуряват безопасен и надежден начин за късо съединяване на вторичната намотка преди обслужване на свързани инструменти.
3. Късо съединение преди прекъсване:Ако трябва да отстраните инструмент от верига под напрежение, използвайте джъмперен кабел, за да свържете късо вторичните клеми на токовия трансформатор.предиизключване на инструмента.
4. Премахнете късото съединение след повторно свързване:Премахнете само късосъединителния джъмперслединструментът е напълно свързан отново към вторичната верига.

Спазването на тези протоколи не е задължително. То е от съществено значение за защитата на персонала, предотвратяването на повреди по оборудването и осигуряването на цялостната безопасност на електрическата система.

Приложения и критерии за подбор