Трансформатор тока — это измерительное устройство, предназначенное для понижения тока до безопасного уровня с целью последующего измерения, защиты и управления. Он используется в высокотоковых цепях, где прямое подключение измерительных приборов невозможно по причине высокого значения тока, превышающего диапазон стандартных амперметров и реле.
Трансформаторы тока применяются в системах коммерческого и технического учёта, автоматизированных системах управления, в цепях релейной защиты, сигнализации и контроля.
Принцип действия
Основу конструкции трансформатора тока составляет магнитопровод с первичной и вторичной обмотками. Первичная обмотка может быть выполнена в виде одного или нескольких витков, через которые протекает измеряемый ток. Вторичная обмотка имеет большее количество витков и подключается к измерительным приборам или защитным устройствам.
Принцип работы основан на законе электромагнитной индукции: протекание переменного тока по первичной обмотке создаёт переменный магнитный поток в сердечнике, который индуцирует ток во вторичной обмотке. Передаточное отношение определяется отношением числа витков в обмотках и выражается как номинальное трансформационное соотношение (например, 1000/5 А).
Типы трансформаторов тока
Существует несколько классификаций по различным признакам:
- По конструкции: тороидальные (на проход), с разъёмным сердечником, намоточные;
- По назначению: измерительные, защитные, комбинированные;
- По способу установки: панельные, шинные, наружной установки.
Измерительные трансформаторы предназначены для подключения к измерительным приборам. Защитные — для подключения к релейным устройствам, они работают в условиях аварийных токов и обеспечивают точность при высоких значениях тока.
Параметры и характеристики
К основным параметрам относятся:
- номинальный первичный ток (от 5 А до нескольких тысяч ампер);
- номинальный вторичный ток (обычно 5 А или 1 А);
- класс точности (например, 0.2, 0.5, 1.0, 5P, 10P);
- коэффициент безопасности (FS) для защиты измерительных приборов от перегрузки;
- напряжение изоляции;
- конструктивное исполнение (наличие шины, оконного прохода, крепёжных элементов).
Класс точности указывает максимально допустимое отклонение передаточного отношения от номинального значения. Для коммерческого учёта применяются трансформаторы с точностью 0.2 или 0.5. В цепях защиты допустим более широкий допуск.
Особенности эксплуатации
Для корректной работы трансформатора тока вторичная обмотка должна быть постоянно замкнута. Разрыв цепи приводит к резкому росту напряжения на выводах вторичной обмотки, что может привести к пробою изоляции, повреждению прибора или травмам персонала. Поэтому при отключении приборов вторичную цепь необходимо замыкать накоротко.
Также необходимо обеспечивать правильную полярность подключения, соответствие направления тока и соблюдение правил монтажа, особенно при использовании трансформаторов с разъёмными сердечниками.
Применение в системах учёта и защиты
Трансформаторы тока широко применяются в комплексе с многофункциональными счётчиками электроэнергии, реле тока, цифровыми измерительными устройствами. Они позволяют точно контролировать параметры нагрузки, реализовывать функции защиты от перегрузок, коротких замыканий и несанкционированного потребления энергии.
Использование трансформаторов тока необходимо также при необходимости гальванической развязки измерительных цепей от высоковольтной линии.
Ознакомиться с ассортиментом и техническими характеристиками различных моделей можно на странице трансформатор тока, где представлены решения для задач измерения, защиты и автоматизации.