Akım Transformatörleri: Binlerce Amper Ağırlığında - ve Neden Birini Asla Açmamalısınız

giriiş

Çoğu transformatör voltajı değiştirmek için mevcuttur. Bir akım transformatörünün (CT) farklı bir görevi vardır: büyük bir akımı ölçülebilecek kadar küçük hale getirir. Bunu elektrik için bir kantar olarak düşünün. Bir kamyonu mutfak terazisine koymazsınız ve 2000 A'lik bir barayı doğrudan panel ölçüm cihazına bağlamazsınız. Bunun yerine, CT iletkenin etrafına oturur ve sıradan sayaçların ve rölelerin güvenli bir şekilde işleyebileceği aslına uygun, küçültülmüş bir kopya (genellikle 5 A veya 1 A ) üretir.

Nasıl Çalışır ve Ana Türler

CT, sezgiden "geriye doğru" kullanılan bir transformatördür. Birincil genellikle bir halka çekirdeğinden geçen tek bir iletkendir - bir tur - ikincil ise birçok tur taşır. Amper dönüşlerinin dengelenmesi gerektiğinden, 1000:5 CT'nin 200 ikincil dönüşü vardır: Baradaki 1000 A, ölçüm döngüsünde 5 A olur.

Yaygın yapılar birincil sargılı, çubuk tipi, pencereli/toroidal ve bölünmüş çekirdekli (kelepçeli) yapılardır. Bölünmüş çekirdekli birimler, devreyi kesmeden canlı bir kablonun etrafına kırpılabilir, ancak manyetik yoldaki bağlantı bir miktar doğruluk gerektirir.

Mühendisler için Temel Parametreler

• Oran ve ikincil derecelendirme. 1 A sekonderleri, aynı kablo direnci (I²R) için 5 A'ya göre 25 kat daha az kablo yükü üretir; bu nedenle uzun vadede 1 A tercih edilir.
• Doğruluk sınıfı. IEC 61869-2'ye göre ölçüm sınıfları 0,2/0,2S/0,5/1; koruma sınıfları 5P20, 10P20 vb. şeklinde yazılır. 5P20, anma akımının 20 katı kadar bileşik hata ≤ %5 anlamına gelir. Sınıf 0.2S, belirtilen doğruluğunu nominal akımın %1'ine kadar tutarken, düz sınıf 0.2 yalnızca %5'ten itibaren belirtilir; değişken yüklerle gelir ölçümü için 0.2S'nin tercih edilmesinin nedeni budur.
• Yük (VA). Nominal yük, CT'nin kullanabileceği toplam ikincil empedanstır: röle + sayaç + gidiş-dönüş kablosu + sonlandırmalar. Standart değerler 2,5, 5, 10, 15 ve 30 VA'dır. Gerçek yük nominal yükü aşarsa kullanılabilir doğruluk sınırı faktörü kabaca orantılı olarak düşer, dolayısıyla 5P20 CT sahada 5P10 gibi davranabilir.
• Termal ve dinamik değerler (Ith, Idyn), kurulum noktasındaki muhtemel arıza akımını kapsamalıdır.

Uygulama Örneği

Şalt sisteminde, bir CT çekirdeği tipik olarak enerji sayacını (sınıf 0,5S, düşük yük) beslerken ayrı bir çekirdek aşırı akım rölesini (sınıf 5P20) besler. Bir çekirdeği paylaşmak klasik bir hatadır: Rölenin yükü ölçüm doğruluğunu azaltır ve ölçüm cihazının düşük doygunluk boşluğu, bir arıza sırasında korumayı tehlikeye atar.

Sizi Öldürebilecek Yanlış Kanı

Yaygın bir inanışa göre "açık ikincil zararsızdır; hiçbir şey akamaz." Gerçek ise tam tersidir. Normal bir transformatörde, sekonder açıldığında primer akım kaybolur. CT'de birincil akım CT tarafından değil yük tarafından ayarlanır. Birincil amper dönüşlerini iptal edecek ikincil bir akım olmadığından, manyetomotor kuvvetin tamamı çekirdeği döngü başına iki kez derin doygunluğa sürükler. Her geçişteki dik dΦ/dt, kilovolt aralığında ikincil voltaj yükselmelerine neden olur; bu, yalıtımı delmeye, CT'yi tahrip etmeye ve kabloları tutan kişinin yaralanmasına yetecek kadardır.

Kural doğrudan şu şekildedir: herhangi bir ölçüm cihazının veya rölenin bağlantısını kesmeden önce S1-S2'yi bir kısa devre bloğu ile kısa devre yapın ve ikincil devreyi tam olarak bir noktada topraklayın.

Eğlenceli gerçek: Her elektrikçinin çantasındaki pens ampermetre, menteşeli çekirdeğe sahip bölünmüş çekirdekli bir CT'dir; bu nedenle canlı bir iletkene dokunmadan yüzlerce amfiyi okuyabilir.