Τι είναι ένας μετασχηματιστής ρεύματος χαμηλής τάσης και πώς λειτουργεί;

Κάθε Μετασχηματιστής Ρεύματος Χαμηλής Τάσης μοιράζεται μια κοινή εσωτερική δομή, αλλά υπάρχουν διαφορετικά σχέδια για συγκεκριμένες ανάγκες. Η κατανόηση των βασικών εξαρτημάτων είναι το πρώτο βήμα. Από εκεί, μπορούμε να εξερευνήσουμε τους κύριους τύπους και τα μοναδικά χαρακτηριστικά τους. Ένας Μετασχηματιστής Ρεύματος Χαμηλής Τάσης κατασκευάζεται απότρία βασικά μέρηπου λειτουργούν μαζί.

Πυρήνας, περιελίξεις και μόνωση

Η λειτουργικότητα ενός μετασχηματιστή μετασχηματιστή εξαρτάται από τρία κύρια εξαρτήματα που λειτουργούν αρμονικά. Κάθε εξάρτημα παίζει έναν ξεχωριστό και κρίσιμο ρόλο στη λειτουργία του.

• Πυρήνας:Ένας πυρήνας από πυριτιούχο χάλυβα σχηματίζει τη μαγνητική οδό. Συγκεντρώνει το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από το πρωτεύον ρεύμα, διασφαλίζοντας ότι συνδέεται αποτελεσματικά με το δευτερεύον τύλιγμα.
• Περιελίξεις:Ο μετασχηματιστής τάσης (CT) έχει δύο σετ τυλιγμάτων. Το πρωτεύον τύλιγμα μεταφέρει το υψηλό ρεύμα που πρόκειται να μετρηθεί, ενώ το δευτερεύον τύλιγμα έχει πολύ περισσότερες σπείρες σύρματος για να παράγει το κλιμακωτό, ασφαλές ρεύμα.
• Μόνωση:Αυτό το υλικό διαχωρίζει τις περιελίξεις από τον πυρήνα και μεταξύ τους. Αποτρέπει τα ηλεκτρικά βραχυκυκλώματα και διασφαλίζει την ασφάλεια και τη μακροζωία της συσκευής.

Τύπος τραύματος

Ένας μετασχηματιστής στροφών τύπου περιέλιξης περιλαμβάνει ένα πρωτεύον τύλιγμα που αποτελείται από μία ή περισσότερες σπείρες μόνιμα εγκατεστημένες στον πυρήνα. Αυτός ο σχεδιασμός είναι αυτοτελής. Το κύκλωμα υψηλού ρεύματος συνδέεται απευθείας στους ακροδέκτες αυτού του πρωτεύοντος τυλίγματος. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν μετασχηματιστές στροφών τύπου περιέλιξης γιαακριβής μέτρηση και προστασία ηλεκτρικών συστημάτωνΣυχνά επιλέγονται γιαεφαρμογές υψηλής τάσης όπου η ακρίβεια και η αξιοπιστία είναι κρίσιμες.

Τοροειδής (Παράθυρο) Τύπος

Ο τοροειδής ή "παραθυρικός" τύπος είναι ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός. Διαθέτει έναν πυρήνα σε σχήμα ντόνατ με μόνο το δευτερεύον τύλιγμα τυλιγμένο γύρω του. Ο πρωτεύων αγωγός δεν αποτελεί μέρος του ίδιου του μετασχηματιστή στροφών (CT). Αντίθετα, το καλώδιο ή η μπάρα υψηλού ρεύματος διέρχεται από το κεντρικό άνοιγμα ή "παράθυρο", λειτουργώντας ως πρωτεύον τύλιγμα μίας στροφής.

Βασικά πλεονεκτήματα των τοροειδών αξονικών τομογραφιών:Αυτός ο σχεδιασμός προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τύπους, όπως:

• Υψηλότερη απόδοση, συχνά μεταξύ95% και 99%.
• Μια πιο συμπαγής και ελαφριά κατασκευή.
• Μειωμένες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) για κοντινά εξαρτήματα.
• Πολύ χαμηλός μηχανικός βόμβος, με αποτέλεσμα πιο αθόρυβη λειτουργία.

Τύπος ράβδου

Ένας μετασχηματιστής ρεύματος τύπου ράβδου είναι ένας συγκεκριμένος σχεδιασμός όπου το πρωτεύον τύλιγμα αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της ίδιας της συσκευής. Αυτός ο τύπος περιλαμβάνει μια ράβδο, συνήθως κατασκευασμένη από χαλκό ή αλουμίνιο, που διέρχεται από το κέντρο του πυρήνα. Αυτή η ράβδος λειτουργεί ως τοπρωτεύων αγωγός μίας στροφήςΟλόκληρο το συγκρότημα στεγάζεται μέσα σε ένα στιβαρό, μονωμένο περίβλημα, καθιστώντας το μια στιβαρή και αυτόνομη μονάδα.

Η κατασκευή ενός μετασχηματιστή μετασχηματιστή τύπου ράβδου εστιάζει στην αξιοπιστία και την ασφάλεια, ειδικά σε συστήματα διανομής ενέργειας. Τα βασικά του στοιχεία περιλαμβάνουν:

• Πρωτεύων αγωγός:Η συσκευή διαθέτει μια πλήρως μονωμένη ράβδο που χρησιμεύει ως πρωτεύον τύλιγμα. Αυτή η μόνωση, συχνά ένα καλούπι ρητίνης ή ένας βακελισμένος χάρτινος σωλήνας, προστατεύει από υψηλές τάσεις.
• Δευτερεύον τύλιγμα:Ένα δευτερεύον τύλιγμα με πολλές σπείρες σύρματος τυλίγεται γύρω από έναν πυρήνα από πολυστρωματικό χάλυβα. Αυτός ο σχεδιασμός ελαχιστοποιεί τις μαγνητικές απώλειες και εξασφαλίζει ακριβή μετασχηματισμό ρεύματος.
• Πυρήνας:Ο πυρήνας καθοδηγεί το μαγνητικό πεδίο από την πρωτεύουσα ράβδο στη δευτερεύουσα περιέλιξη, επιτρέποντας τη διαδικασία επαγωγής.

Πλεονέκτημα εγκατάστασης:Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του μετασχηματιστή ρεύματος χαμηλής τάσης τύπου ράβδου είναι η απλή εγκατάστασή του. Είναι σχεδιασμένος για άμεση τοποθέτηση σε ζυγούς, γεγονός που απλοποιεί την εγκατάσταση και μειώνει τα πιθανά σφάλματα καλωδίωσης. Ορισμένα μοντέλα διαθέτουν ακόμη καιδιαμόρφωση με διαχωρισμένο πυρήνα ή σφιγκτήραΑυτό επιτρέπει στους τεχνικούς να εγκαταστήσουν το μετασχηματιστή στροφών γύρω από έναν υπάρχοντα ζυγό χωρίς να αποσυνδέσουν την παροχή ρεύματος, καθιστώντας το ιδανικό για έργα ανακαίνισης.

Ο συμπαγής και ανθεκτικός σχεδιασμός τους τα καθιστά ιδανικά για τα περιορισμένα και απαιτητικά περιβάλλοντα που βρίσκονται μέσα στους πίνακες διανομής ισχύος και τους διανομείς.

 

Κρίσιμη προειδοποίηση ασφαλείας: Ποτέ μην ανοίγετε το δευτερεύον κύκλωμα

Ένας βασικός κανόνας διέπει τον ασφαλή χειρισμό οποιουδήποτε μετασχηματιστή ρεύματος. Οι τεχνικοί και οι μηχανικοί δεν πρέπει ποτέ να επιτρέπουν το άνοιγμα του δευτερεύοντος τυλίγματος ενώ το ρεύμα ρέει μέσω του πρωτεύοντος αγωγού. Οι ακροδέκτες του δευτερεύοντος πρέπει πάντα να συνδέονται με ένα φορτίο (το φορτίο του) ή να βραχυκυκλώνονται. Η παραβίαση αυτού του κανόνα δημιουργεί μια εξαιρετικά επικίνδυνη κατάσταση.

Ο Χρυσός Κανόνας των CT:Να βεβαιώνεστε πάντα ότι το δευτερεύον κύκλωμα είναι κλειστό πριν ενεργοποιήσετε το πρωτεύον. Εάν πρέπει να αφαιρέσετε έναν μετρητή ή ένα ρελέ από ένα ενεργό κύκλωμα, βραχυκυκλώστε πρώτα τους δευτερεύοντες ακροδέκτες του μετασχηματιστή στροφών (CT).

Η κατανόηση της φυσικής πίσω από αυτήν την προειδοποίηση αποκαλύπτει τη σοβαρότητα του κινδύνου. Κατά την κανονική λειτουργία, το δευτερεύον ρεύμα δημιουργεί ένα αντίθετο μαγνητικό πεδίο που αντιτίθεται στο μαγνητικό πεδίο του πρωτεύοντος. Αυτή η αντίθεση διατηρεί τη μαγνητική ροή στον πυρήνα σε χαμηλό, ασφαλές επίπεδο.

Όταν ένας χειριστής αποσυνδέσει το δευτερεύον από το φορτίο του, το κύκλωμα ανοίγει. Το δευτερεύον τύλιγμα προσπαθεί τώρα να οδηγήσει το ρεύμα του σε αυτό που ουσιαστικά είναι έναάπειρη αντίστασηή αντίσταση. Αυτή η δράση προκαλεί την κατάρρευση του αντίθετου μαγνητικού πεδίου. Η μαγνητική ροή του πρωτεύοντος ρεύματος δεν ακυρώνεται πλέον και συσσωρεύεται γρήγορα στον πυρήνα, οδηγώντας τον πυρήνα σε σοβαρό κορεσμό.

Αυτή η διαδικασία προκαλεί επικίνδυνα υψηλή τάση στο δευτερεύον τύλιγμα. Το φαινόμενο εκτυλίσσεται σε ξεχωριστά βήματα κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου AC:

1. Το μη αντιτιθέμενο πρωτεύον ρεύμα δημιουργεί μια τεράστια μαγνητική ροή στον πυρήνα, προκαλώντας τον κορεσμό του.
2. Καθώς το πρωτεύον ρεύμα AC διέρχεται από το μηδέν δύο φορές ανά κύκλο, η μαγνητική ροή πρέπει να αλλάζει γρήγορα από κορεσμό προς τη μία κατεύθυνση σε κορεσμό προς την αντίθετη κατεύθυνση.
3. Αυτή η απίστευτα γρήγορη αλλαγή στη μαγνητική ροή προκαλεί μια εξαιρετικά υψηλή αιχμή τάσης στο δευτερεύον τύλιγμα.

Αυτή η επαγόμενη τάση δεν είναι μια σταθερή υψηλή τάση. Είναι μια σειρά από αιχμηρές κορυφές ή κορυφές. Αυτές οι αιχμές τάσης μπορούν εύκολα να φτάσουναρκετές χιλιάδες βολτΈνα τόσο υψηλό δυναμικό παρουσιάζει πολλαπλούς σοβαρούς κινδύνους.

• Κίνδυνος ακραίου ηλεκτροπληξίας:Η άμεση επαφή με τους δευτερεύοντες ακροδέκτες μπορεί να προκαλέσει θανατηφόρα ηλεκτροπληξία.
• Ανάλυση μόνωσης:Η υψηλή τάση μπορεί να καταστρέψει τη μόνωση εντός του μετασχηματιστή ρεύματος, οδηγώντας σε μόνιμη βλάβη.
• Ζημιά στο όργανο:Οποιοσδήποτε συνδεδεμένος εξοπλισμός παρακολούθησης που δεν έχει σχεδιαστεί για τόσο υψηλή τάση θα υποστεί άμεση ζημιά.
• Τόξο και Φωτιά:Η τάση μπορεί να προκαλέσει σχηματισμό τόξου μεταξύ των δευτερευόντων ακροδεκτών, γεγονός που ενέχει σημαντικό κίνδυνο πυρκαγιάς και έκρηξης.

Για την αποφυγή αυτών των κινδύνων, το προσωπικό πρέπει να ακολουθεί αυστηρές διαδικασίες ασφαλείας κατά την εργασία με μετασχηματιστή ρεύματος χαμηλής τάσης.

Διαδικασίες ασφαλούς χειρισμού:

1. Επιβεβαιώστε ότι το κύκλωμα είναι κλειστό:Πριν ενεργοποιήσετε ένα πρωτεύον κύκλωμα, επαληθεύετε πάντα ότι η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή στροφών (CT) είναι συνδεδεμένη στο φορτίο του (μετρητές, ρελέ) ή είναι βραχυκυκλωμένη με ασφάλεια.
2. Χρησιμοποιήστε μπλοκ βραχυκυκλώματος:Πολλές εγκαταστάσεις περιλαμβάνουν μπλοκ ακροδεκτών με ενσωματωμένους διακόπτες βραχυκυκλώματος. Αυτές οι συσκευές παρέχουν έναν ασφαλή και αξιόπιστο τρόπο βραχυκυκλώματος του δευτερεύοντος πριν από την επισκευή οποιωνδήποτε συνδεδεμένων οργάνων.
3. Λίγο πριν την αποσύνδεση:Εάν πρέπει να αφαιρέσετε ένα όργανο από ένα ενεργοποιημένο κύκλωμα, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο βραχυκύκλωσης για να βραχυκυκλώσετε τους δευτερεύοντες ακροδέκτες του CT.προτούαποσύνδεση του οργάνου.
4. Αφαιρέστε το βραχυκύκλωμα μετά την επανασύνδεση:Αφαιρέστε μόνο το βραχυκυκλωτήραμετάτο όργανο επανασυνδέεται πλήρως στο δευτερεύον κύκλωμα.

Η τήρηση αυτών των πρωτοκόλλων δεν είναι προαιρετική. Είναι απαραίτητη για την προστασία του προσωπικού, την πρόληψη ζημιών στον εξοπλισμό και τη διασφάλιση της συνολικής ασφάλειας του ηλεκτρικού συστήματος.

Αιτήσεις και Κριτήρια Επιλογής