低電圧変流器とは何ですか？どのように機能しますか？

すべての低電圧変流器は共通の内部構造を持っていますが、特定のニーズに合わせて異なる設計が存在します。まずはコアコンポーネントを理解することから始めましょう。そこから、主な種類とそれぞれの特性について見ていきましょう。低電圧変流器は、以下の構造で構成されています。3つの重要な部分一緒に働くもの。

コア、巻線、絶縁体

CTの機能は、3つの主要コンポーネントの調和した動作によって実現されます。各コンポーネントは、変圧器の動作においてそれぞれ異なる重要な役割を果たします。

• コア：シリコン鋼コアが磁気経路を形成し、一次電流によって発生する磁場を集中させ、二次巻線との効率的な接続を確保します。
• 巻き線:CTには2組の巻線があります。一次巻線は測定対象となる大電流を流し、二次巻線はより多くの巻線を巻き、降圧された安全な電流を生成します。
• 絶縁：この材料は、巻線をコアから、そして巻線同士を互いに分離します。これにより、電気的な短絡を防ぎ、デバイスの安全性と長寿命を確保します。

傷の種類

巻線型CTは、コア上に固定された1回以上の巻線からなる一次巻線を備えています。この設計は自己完結型です。高電流回路はこの一次巻線の端子に直接接続されます。エンジニアは巻線型CTを以下のような用途で使用します。正確な計測と電気システムの安全保護. よく選ばれるのは精度と信頼性が重要な高電圧アプリケーション.

トロイダル（ウィンドウ）タイプ

トロイダル型、または「ウィンドウ型」が最も一般的な設計です。ドーナツ型のコアに二次巻線のみが巻かれています。一次導体はCT自体の一部ではありません。代わりに、高電流ケーブルまたはバスバーが中央の開口部（「ウィンドウ」）を通過し、単巻一次巻線として機能します。

トロイダルCTの主な利点：この設計には、他のタイプに比べて次のようないくつかの利点があります。

• より高い効率、多くの場合95%と99%.
• よりコンパクトで軽量な構造。
• 近くのコンポーネントへの電磁干渉 (EMI) が低減されます。
• 機械的なハミング音が非常に少ないため、静かに動作します。

バータイプ

バー型変流器は、一次巻線が装置本体と一体化した特殊な設計です。このタイプには、コアの中心を貫通する、通常は銅またはアルミニウム製のバーが含まれています。このバーは、単巻一次導体アセンブリ全体は頑丈な断熱ケースに収納されており、堅牢で自己完結型のユニットとなっています。

バー型CTの構造は、特に配電システムにおける信頼性と安全性に重点を置いています。主な構成要素は以下のとおりです。

• 一次導体:この装置は、一次巻線として機能する完全絶縁バーを備えています。この絶縁体（通常は樹脂成形品またはベークライト紙管）は、高電圧から保護します。
• 二次巻線:多層の二次巻線を積層鋼鉄コアに巻き付けることで、磁気損失を最小限に抑え、正確な電流変換を実現します。
• コア：コアは一次バーから二次巻線に磁場を導き、誘導プロセスを可能にします。

インストールの利点:バー型低圧変流器の大きな利点は、設置が簡単なことです。バスバーに直接取り付けるように設計されているため、設置が簡素化され、配線ミスの可能性も低減します。一部のモデルには、スプリットコアまたはクランプオン構成これにより、技術者は電源を切断することなく既存のバスバーの周囲に CT を設置できるため、改修プロジェクトに最適です。

コンパクトで耐久性のある設計により、配電盤や配電盤内の狭くて厳しい環境に最適です。

 

重大な安全警告:二次側を絶対に開回路にしないでください

あらゆる変流器の安全な取り扱いには、基本的なルールがあります。技術者やエンジニアは、一次導体に電流が流れている間は、二次巻線を決して開回路にしてはいけません。二次端子は常に負荷（その負荷）に接続するか、短絡する必要があります。このルールを無視すると、極めて危険な状況が生じます。

CTの黄金律：一次側に通電する前に、必ず二次側回路が閉じていることを確認してください。通電中の回路からメーターやリレーを取り外す必要がある場合は、まずCTの二次側端子を短絡してください。

この警告の背景にある物理学的背景を理解すると、危険の深刻さが明らかになります。通常の動作では、二次電流が一次電流の磁界に対抗する反磁界を発生させます。この反作用により、コア内の磁束は低く安全なレベルに保たれます。

オペレータが二次側を負荷から切り離すと、回路は開路状態になります。二次側巻線は、実質的には無限インピーダンス、つまり抵抗です。この作用により、反対方向の磁場が崩壊します。一次電流の磁束はもはや打ち消されず、コア内に急速に蓄積され、コアは深刻な飽和状態に陥ります。

このプロセスにより、二次巻線に危険なほど高い電圧が発生します。この現象は、交流サイクルごとに明確な段階を経て進行します。

1. 対抗されない一次電流はコア内に巨大な磁束を発生させ、コアを飽和させます。
2. AC 一次電流がサイクルごとに 2 回ゼロを通過するため、磁束は一方向の飽和から反対方向の飽和へと急速に変化する必要があります。
3. この磁束の非常に急速な変化により、二次巻線に極めて高い電圧スパイクが発生します。

この誘導電圧は一定の高電圧ではなく、一連の鋭いピークまたは波頭です。これらの電圧スパイクは簡単に数千ボルトこのような高い潜在性は、複数の重大なリスクを伴います。

• 極度のショックの危険性:二次端子に直接接触すると致命的な感電を引き起こす可能性があります。
• 絶縁破壊:高電圧により変流器内の絶縁体が破壊され、永久的な故障につながる可能性があります。
• 機器の損傷:このような高電圧用に設計されていない監視機器を接続すると、即座に損傷します。
• アークと火災:電圧により二次端子間にアークが発生し、重大な火災や爆発の危険が生じる可能性があります。

これらの危険を防ぐために、低電圧変流器を扱う作業者は厳格な安全手順に従う必要があります。

安全な取り扱い手順:

1. 回路が閉じていることを確認します。一次回路に通電する前に、CT の二次巻線が負荷 (メーター、リレー) に接続されているか、または確実に短絡されているかを必ず確認してください。
2. ショートブロックを使用する:多くの設備には、短絡スイッチを内蔵した端子台が備えられています。これらのデバイスは、接続された機器のメンテナンスを行う前に、二次側を安全かつ確実に短絡させる手段を提供します。
3. 切断前の短い時間:通電中の回路から機器を取り外す必要がある場合は、ジャンパー線を使用してCTの二次端子を短絡してください。前に機器の接続を外します。
4. 再接続後にショートを取り外します。ショートジャンパーのみ取り外します後機器が二次回路に完全に再接続されます。

これらのプロトコルの遵守は必須です。人員の保護、機器の損傷防止、そして電気システム全体の安全性確保のために不可欠です。

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