Что такое трансформатор тока низкого напряжения и как он работает?

Все трансформаторы тока низкого напряжения имеют общую внутреннюю конструкцию, но существуют различные конструкции для конкретных задач. Понимание основных компонентов — это первый шаг. Далее мы можем рассмотреть основные типы и их уникальные характеристики. Трансформатор тока низкого напряжения состоит изтри основные частикоторые работают вместе.

Сердечник, обмотки и изоляция

Функционирование трансформатора тока зависит от согласованной работы трёх основных компонентов. Каждый из них играет свою особую и важную роль в работе трансформатора.

• Основной:Магнитопровод образован сердечником из кремнистой стали. Он концентрирует магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, обеспечивая его эффективное взаимодействие со вторичной обмоткой.
• Обмотки:ТТ имеет два комплекта обмоток. Первичная обмотка проводит большой измеряемый ток, а вторичная обмотка имеет гораздо большее количество витков провода для получения пониженного, безопасного тока.
• Изоляция:Этот материал изолирует обмотки от сердечника и друг от друга. Он предотвращает короткие замыкания и обеспечивает безопасность и долговечность устройства.

Тип раны

Трансформатор тока обмотки включает в себя первичную обмотку, состоящую из одного или нескольких витков, постоянно установленных на сердечнике. Такая конструкция является замкнутой. Сильноточная цепь подключается непосредственно к выводам этой первичной обмотки. Инженеры используют трансформаторы тока обмотки дляточные измерительные и защитные электрические системы. Их часто выбирают длявысоковольтные приложения, где точность и надежность имеют решающее значение.

Тороидальный (оконный) тип

Тороидальный, или «оконный», тип — наиболее распространённая конструкция. Он представляет собой сердечник в форме кольца, вокруг которого намотана только вторичная обмотка. Первичный проводник не является частью самого трансформатора тока. Вместо этого сильноточный кабель или шина проходит через центральное отверстие, или «окно», действуя как одновитковая первичная обмотка.

Основные преимущества тороидальных трансформаторов тока:Такая конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с другими типами, в том числе:

• Более высокая эффективность, часто между95% и 99%.
• Более компактная и легкая конструкция.
• Уменьшение электромагнитных помех (ЭМП) для близлежащих компонентов.
• Очень низкий уровень механического гудения, что обеспечивает более тихую работу.

Барный тип

Стержневой трансформатор тока — это специальная конструкция, в которой первичная обмотка является неотъемлемой частью самого устройства. Этот тип включает в себя стержень, обычно из меди или алюминия, проходящий через центр сердечника. Этот стержень выполняет функциюодновитковый первичный проводникВся конструкция помещена в прочный, изолированный корпус, что делает ее надежным и автономным устройством.

Конструкция трансформатора тока стержневого типа ориентирована на надежность и безопасность, особенно в системах распределения электроэнергии. Его основные элементы включают:

• Основной дирижер:Устройство оснащено полностью изолированным стержнем, служащим первичной обмоткой. Эта изоляция, часто выполненная в виде смоляной заливки или бакелизированной бумажной трубки, защищает от высокого напряжения.
• Вторичная обмотка:Вторичная обмотка с большим количеством витков провода намотана вокруг шихтованного стального сердечника. Такая конструкция минимизирует магнитные потери и обеспечивает точное преобразование тока.
• Основной:Сердечник направляет магнитное поле от первичного стержня к вторичной обмотке, обеспечивая процесс индукции.

Преимущество установки:Одним из главных преимуществ низковольтного стержневого трансформатора тока является простота установки. Он предназначен для непосредственного монтажа на сборные шины, что упрощает монтаж и снижает вероятность ошибок при подключении. Некоторые модели даже оснащеныконфигурация с разъемным сердечником или зажимомЭто позволяет специалистам устанавливать ТТ вокруг существующей шины, не отключая питание, что делает его идеальным для проектов модернизации.

Компактная и прочная конструкция делает их идеальными для использования в ограниченных и сложных условиях внутри распределительных устройств и щитов распределения электроэнергии.

 

Важное предупреждение о безопасности: никогда не размыкайте вторичную цепь

Основополагающее правило регламентирует безопасное обращение с любым трансформатором тока. Техники и инженеры ни в коем случае не должны допускать размыкания вторичной обмотки при протекании тока по первичному проводнику. Выводы вторичной обмотки должны быть всегда подключены к нагрузке (то есть к её нагрузке) или быть замкнуты накоротко. Несоблюдение этого правила создаёт чрезвычайно опасную ситуацию.

Золотое правило КТ:Перед подачей напряжения на первичную цепь всегда проверяйте, замкнута ли вторичная цепь. Если необходимо отключить счётчик или реле от активной цепи, сначала замкните накоротко клеммы вторичной обмотки трансформатора тока.

Понимание физических принципов, лежащих в основе этого предупреждения, раскрывает всю серьёзность опасности. В нормальном режиме работы вторичный ток создаёт противодействующее магнитное поле, которое противодействует магнитному полю первичной обмотки. Это противодействие поддерживает магнитный поток в сердечнике на низком, безопасном уровне.

Когда оператор отключает вторичную обмотку от нагрузки, цепь размыкается. Вторичная обмотка теперь пытается направить свой ток в то, что фактически являетсябесконечное сопротивление, или сопротивление. Это действие приводит к разрушению противодействующего магнитного поля. Магнитный поток первичной обмотки больше не компенсируется и быстро нарастает в сердечнике, приводя его к глубокому насыщению.

Этот процесс создаёт опасно высокое напряжение во вторичной обмотке. Этот процесс развивается поэтапно в течение каждого цикла переменного тока:

1. Не встречающий сопротивления первичный ток создает в сердечнике огромный магнитный поток, вызывая его насыщение.
2. Поскольку первичный переменный ток проходит через ноль дважды за цикл, магнитный поток должен быстро меняться от насыщения в одном направлении до насыщения в противоположном направлении.
3. Это невероятно быстрое изменение магнитного потока вызывает чрезвычайно высокий скачок напряжения во вторичной обмотке.

Это индуцированное напряжение не является постоянным высоким напряжением, а представляет собой серию резких пиков или гребней. Эти скачки напряжения могут легко достигатьнесколько тысяч вольт. Такой высокий потенциал несет в себе множество серьезных рисков.

• Опасность сильного поражения электрическим током:Прямой контакт с клеммами вторичной обмотки может привести к смертельному поражению электрическим током.
• Пробой изоляции:Высокое напряжение может разрушить изоляцию трансформатора тока, что приведет к его необратимому выходу из строя.
• Повреждение инструмента:Любое подключенное контрольное оборудование, не рассчитанное на столь высокое напряжение, будет мгновенно повреждено.
• Дуга и пожар:Напряжение может вызвать образование дуги между вторичными клеммами, что создает значительный риск возгорания и взрыва.

Чтобы предотвратить эти опасности, персонал должен строго соблюдать правила техники безопасности при работе с трансформатором тока низкого напряжения.

Процедуры безопасного обращения:

1. Подтвердите, что цепь замкнута:Перед подачей напряжения на первичную цепь всегда проверяйте, что вторичная обмотка ТТ подключена к нагрузке (счетчикам, реле) или надежно замкнута накоротко.
2. Используйте закорачивающие блоки:Многие установки оснащены клеммными колодками со встроенными закорачивающими выключателями. Эти устройства обеспечивают безопасный и надёжный способ закоротить вторичную обмотку перед обслуживанием подключенных приборов.
3. Короткий перед отключением:Если вам необходимо отключить прибор от цепи под напряжением, используйте перемычку, чтобы замкнуть вторичные клеммы трансформатора тока.доотсоединение прибора.
4. Устраните короткое замыкание после повторного подключения:Удалите только закорачивающую перемычку.послеприбор полностью снова подключен к вторичной цепи.

Соблюдение этих протоколов является обязательным. Оно необходимо для защиты персонала, предотвращения повреждения оборудования и обеспечения общей безопасности электрической системы.

Заявки и критерии отбора