Proudový transformátor: typy, konstrukční vlastnosti, účel

Proudový transformátor je zařízení, které slouží k převodu proudu z větší hodnoty na menší. To je nezbytné pro pohodlnější měření, proto je správnější říkat „měřicí proudový transformátor“, ačkoli se toto zařízení často nazývá bez prvního slova. Tato zařízení jsou poměrně jednoduchá a používají se poměrně široce. V tomto článku vám řekneme, co jsou proudové transformátory, jak se od sebe liší, jak jsou klasifikovány a jak vybrat ten správný.

Jak funguje a funguje proudový transformátor

Účelem proudového transformátoru je snížit proud na nízkou hodnotu. Jsou vyrobeny ve formě jádra, na kterém je navinuto sekundární izolované vinutí (může být jedno nebo několik). Primární vinutí je vyrobeno ve formě sběrnice nebo ve formě cívky, ale stojí za zmínku, že pokud mluvíme o velkých jmenovitých proudech, pak nemusí existovat. V takových případech se to provádí přímo během instalace: drát prochází speciálním otvorem v pouzdře. Mohou existovat další konstrukční rozdíly, o tom budeme hovořit níže.

Princip činnosti zařízení je založen na transformaci střídavého proudu: proud v sekundární cívce je nepřímo úměrný počtu závitů, pomocí kterých je určen transformační koeficient. Tento koeficient je hlavní charakteristikou proudových transformátorů, zde se rozlišují skutečné a nominální koeficienty, první se může lišit od druhého, protože při převodu dochází k určité chybě. Proudový transformátor může snížit proud z tisíců ampér na mnohem nižší hodnoty, konkrétní poměr závisí na zařízení.

Jaké typy proudových transformátorů existují?

V první řadě se dělí podle účelu, výše jsme psali, že se jim říká také měřicí, ty se používají u měřicích přístrojů, do kterých není možné napájet stejnosměrný proud bez jeho transformace. Existují však další poddruhy, které mají své vlastní konstrukční prvky a jsou určeny pro jiné úkoly. Mezilehlé se používají pro ochranu relé. Laboratorní se vyznačují zvýšenou přesností, jak již název napovídá, používají se v laboratořích a v dalších oblastech, kde je potřeba vysoká přesnost. Ochranné nebo pulzní se používají v zařízeních diferenciální ochrany, RCD atd.

Jsou také rozděleny do následujících typů: vinutí, tyč a toroidní, stojí za to mluvit o každém podrobněji.

• U vinutého transformátoru proudu je primární vinutí fyzicky připojeno k vodiči. Jedná se o klasické provedení, kdy parametr sekundárního proudu závisí na parametrech sekundárních vinutí, jak jsme popsali výše.
• U tyčového typu není místo něj primární vinutí, lze použít vodič nebo sběrnici, o nich jsme se také zmínili výše. Tato zařízení jsou obvykle připevněna k zařízení pomocí šroubů nebo šroubů.
• Toroidní transformátor proudu také nemá primární vinutí, ale je zde okénko, kterým prochází hlavní vedení. Některé modely mohou mít dělené jádro.

Jsou rozděleny podle typu instalace, i když to často souvisí s účelem, protože v každé oblasti je vhodný ten či onen typ. Vestavěný – přímo nainstalovaný do zařízení. Proudové transformátory pro venkovní instalaci se používají v otevřených rozváděčích. Existují také přenosné modely, které se používají pro změny řízení a jiné podobné účely (patří sem i laboratorní modely).

Jaké vlastnosti byste měli hledat při výběru proudového transformátoru? Nejprve se podívají na vypočítaný transformační poměr, který by měl být uveden na samotném zařízení. Nejpoužívanější jsou x/5 A, tedy takové, které snižují proud na 5 ampér. Je to dáno tím, že právě při tomto proudu jsou měřicí přístroje vysoce přesné. Existují však i další možnosti, například transformace do 1 A. Ty se vyznačují tím, že jejich ztráty jsou mnohem nižší, ale u měřicích přístrojů se používají méně často, protože se snižuje přesnost měření. Také stojí za to podívat se na jmenovitý proud, zde jsou uvedeny primární a sekundární, zde musíte znát hodnotu pro primární obvod, ke kterému bude proudový transformátor připojen. Mimochodem, existují proudové transformátory s jedním nebo více transformačními poměry. U druhého z nich je to regulováno změnou počtu závitů nebo počtu sekundárních vinutí.

Dalším parametrem je vypočtený výkon, který se udává ve VA. Zde je třeba vzít v úvahu spotřebu měřicích přístrojů, délku kabelu (korekce ztrát) a další faktory. Obecně platí, že výkon jakéhokoli spotřebiče by se neměl výrazně lišit od vypočteného výkonu proudového transformátoru. Pokud je například výkon spotřebiče nižší, zvýší se tím zatížení. Ale pokud je to naopak, negativně to ovlivní přesnost měření.

Třída přesnosti udává chybu (úhlová a křivka). Čím vyšší je třída přesnosti, tím nižší bude chyba. Každá oblast použití proudového transformátoru má své vlastní požadavky na třídu přesnosti, které jsou stanoveny v GOST 7746-2001, které v tomto článku nebudeme prezentovat. Obecně platí, že třída přesnosti je poměrně dlouhá konverzace, zde jen poznamenáváme, že vy sami musíte pochopit, kde bude použit proudový transformátor a jaká třída přesnosti je ve vašem případě vyžadována.

Dělí se také podle typu izolace. Tvrdé – to bývá porcelánové nebo lité, může být i viskózní, kde se používají různé pryskyřice. Existuje kombinovaná možnost, existují různé možnosti, ale častěji se používá papír-olej. Existuje také plynová izolace, obvykle vzduch působí jako izolant, ale může to být také určitý plyn, i když to je relevantní pro omezené oblasti.

Ve svém jádru je proudový transformátor poměrně jednoduché zařízení, které nemá mnoho vlastností. Stačí vědět, jaké požadavky jsou na něj kladeny (záleží na tom, kde a k čemu se bude používat), poté si můžete snadno vybrat vhodnou možnost. Dnes se vyrábí ve velkém sortimentu, takže vybrat ten správný je celkem snadné. Jedinou výjimkou mohou být některé velmi specifické oblasti použití proudového transformátoru, ale to jsou individuální případy, které nebudeme v našem článku uvažovat.