Trasformatore di corrente di misura: informazioni sul dispositivo, scopo, tipi di strutture e loro principio di funzionamento

Il trasformatore di corrente di misura è un dispositivo progettato per controllare e misurare tensione, corrente, fase di un segnale elettrico in un circuito controllato. Viene utilizzato solo nei casi in cui non è possibile utilizzare strumenti standard per determinare il valore di vari indicatori. Questo utile dispositivo può essere acquistato a un prezzo relativamente basso o realizzato a mano.

Informazione Generale

Prima di determinare a cosa serve un trasformatore di corrente, è necessario studiarne in dettaglio la struttura, lo scopo, le varietà e i principali vantaggi. Tutte queste informazioni ti aiuteranno a selezionare il modello più efficiente per ogni specifica installazione.

Scopo e dispositivo

Un trasformatore per strumenti non viene utilizzato così spesso come altri tipi di questo strumento. Ciò è dovuto alla sua messa a fuoco ristretta, che gli consente di svolgere la funzione assegnatagli con la massima qualità.

Lo scopo del trasformatore di corrente può essere variato. Più spesso utilizzare dispositivi di questo tipo per le seguenti finalità:

1. Diminuire il valore della corrente primaria ai valori richiesti. Grazie a ciò, diventa possibile introdurre contatori elettronici, amperometri e altri dispositivi di misurazione unificati.
2. Fornire isolamento galvanico tra alta e bassa tensione. Ciò consente al personale di manutenzione di essere protetto da scosse elettriche e altri problemi.

Il dispositivo trasformatore di corrente si distingue per la sua semplicità e convenienza. Può essere facilmente compreso non solo da un elettricista altamente qualificato, ma anche da un principiante. Il dispositivo include i seguenti componenti:

1. Nucleo chiuso. È un insieme combinato di piastre in lamiera di acciaio elettrico.
2. Avvolgimento primario con un numero standard di giri.
3. Uno o due avvolgimenti secondari.

parametri principali

Le caratteristiche tecniche di tutti i trasformatori di corrente di misura sono descritte da diversi parametri di base. Devono essere indicati nel passaporto del dispositivo o altra documentazione allegata. Gli esperti raccomandano di utilizzare questi indicatori per scegliere un modello di dispositivo che il master può installare su una particolare struttura. Parametri principali:

1. Tensione nominale. Il valore di questo indicatore per ogni modello specifico del trasformatore è indicato nel passaporto tecnico. A seconda del tipo di dispositivo, può essere compreso tra 0,66 e 1150 kV.
2. Corrente nominale dell'avvolgimento primario. Questo importante parametro può essere trovato nella documentazione tecnica e nella letteratura. Alcuni produttori lo indicano nel passaporto. L'entità della corrente dipende dalla versione del dispositivo e varia da 1 a 40 mila. ampere.
3. Corrente nominale nell'avvolgimento secondario. A differenza del precedente indicatore, questo ha valori standard (1 o 5 ampere). I trasformatori su misura possono avere un parametro che sarà pari a 2 o 2,5 A.
4. Rapporto di trasformazione. È un valore che mostra il rapporto tra le letture di corrente negli avvolgimenti primario e secondario. I professionisti distinguono tra 2 tipi di questo coefficiente (reale e nominale) e li usano in vari calcoli.

Vantaggi e svantaggi

Per comprendere meglio il principio di funzionamento e lo scopo dei trasformatori di corrente, è necessario considerare tutti i vantaggi e gli svantaggi di questo dispositivo. Ci sono molti più lati positivi, quindi i dispositivi sono popolari tra i consumatori.

I vantaggi dei trasformatori per strumenti:

• costi minimi dei materiali per la fabbricazione del nucleo e degli avvolgimenti;
• taglia piccola;
• peso leggero;
• lunga durata del dispositivo;
• resistenza alla magnetizzazione DC;
• elevata riserva tecnologica per la classe di precisione;
• basso costo del dispositivo.

Nonostante il gran numero di vantaggi, i trasformatori di strumenti presentano diversi svantaggi. Devono essere presi in considerazione prima di acquistare un dispositivo e iniziare a utilizzarlo. Altrimenti, potresti incontrare varie difficoltà che complicano il funzionamento del dispositivo e aumentano la probabilità di guasti.

Tra le carenze più significative si segnalano le seguenti:

• bassa sensibilità a bassa corrente;
• dipendenza dell'accuratezza delle letture da campi magnetici esterni;
• elevata sensibilità alle fluttuazioni di corrente;
• elevato consumo energetico da parte del dispositivo stesso.

Varietà di design

I trasformatori di misura di corrente sono disponibili in vari tipi. Hanno tutti lo stesso scopo, ma differiscono negli elementi costitutivi e nel principio di funzionamento. Ogni varietà viene utilizzata per raggiungere determinati obiettivi, il che consente di scegliere l'opzione migliore per ogni caso.

Tipo di bobina

Questo tipo di trasformatore per strumenti è considerato il più semplice nel design. Ha guadagnato la sua popolarità in epoca sovietica, quando non esistevano dispositivi migliori e più efficienti. Il dispositivo a bobina è costituito dai seguenti elementi:

• custodia protettiva;
• avvolgimento secondario e primario;
• morsettiera;
• contatti;
• otto o avvolgimento ad anello.

Tali trasformatori sono di piccole dimensioni e ad un prezzo ragionevole, dovuto alla possibilità di meccanizzazione delle operazioni di avvolgimento. Nonostante ciò, i dispositivi presentano diversi svantaggi significativi che riducono la loro popolarità tra i consumatori.

Questi includono:

• bassa tensione di scarica, che è il risultato di uno scarso isolamento della bobina;
• la possibilità di utilizzare solo a basse tensioni nominali (non più di 3 kV);
• la capacità di lavorare solo con requisiti ridotti di rigidità dielettrica.

Trasformatore a boccola

Questi dispositivi sono considerati i più comunemente usati. Sono ampiamente utilizzati in vari quadri progettati per tensioni da 6 a 35 kV. Il loro dispositivo non è particolarmente complesso.

Il design è composto dalle seguenti parti:

• corpo in resina epossidica colata;
• circuito magnetico;
• avvolgimento primario;
• avvolgimento secondario.

I trasformatori di questo tipo sono apprezzati per la loro capacità di salvare i passanti in quadri chiusi. Tra gli altri vantaggi del dispositivo, si distinguono i seguenti:

• piccole dimensioni;
• elevata resistenza elettrodinamica.

Dispositivo ad asta

I trasformatori a barra sono spesso indicati come monogiro. La loro caratteristica principale è un aumento della precisione con l'aumento della forza attuale e una diminuzione - con una diminuzione. È dovuto al fatto che l'avvolgimento primario passa attraverso il foro centrale solo una volta, il che porta all'uguaglianza numerica del numero di ampere-giri e della corrente nominale.

Il dispositivo è composto dalle seguenti parti:

• circuito magnetico in ferro (nucleo);
• boccola asta;
• secondario e primario.

Nei trasformatori a barra di corrente, i nuclei possono essere rotondi o rettangolari. La lunghezza del percorso magnetico dipenderà da questo, che dovrebbe avere un certo valore per ogni caso specifico. Nella maggior parte delle situazioni, gli esperti raccomandano l'uso di nuclei rotondi, che ridurranno le perdite magnetiche e aumenteranno l'efficienza del dispositivo.

Dispositivo bus

I trasformatori di sbarra sono prodotti, il cui design include nuclei con un avvolgimento secondario e quello primario è assente. Un foro speciale è previsto nell'isolamento principale del dispositivo attraverso il quale passa il bus del quadro, che funge da avvolgimento primario.

Questo tipo di trasformatore è molto simile a quello ad asta. Solo a letture a bassa tensione, vengono posate diverse spire del conduttore attraverso il foro nel nucleo, il che consente di ottenere un design multigiro del dispositivo.

I principali vantaggi di un trasformatore di sbarra sono:

• semplicità del design;
• facilità di installazione, riparazione e manutenzione;
• la capacità di utilizzare il dispositivo non solo a basse correnti nominali, ma anche ad alte (più di 2 mila. ampere);
• elevata resistenza elettrodinamica dovuta alla stabilità della struttura delle sbarre.

Schemi di collegamento

Affinché il dispositivo possa funzionare efficacemente e svolgere le funzioni ad esso assegnate, deve essere collegato correttamente. Per fare ciò, è necessario seguire uno degli schemi standard per soddisfare i requisiti dei proprietari delle apparecchiature. Solo in questo caso è possibile ottenere il risultato desiderato e completare il lavoro nel più breve tempo possibile.

Schemi di base per il collegamento di trasformatori e avvolgimenti di relè:

1. Stella. Questa opzione di connessione prevede l'installazione di trasformatori di corrente in tutte le fasi. I loro avvolgimenti secondari sono collegati ai corrispondenti elementi del relè sotto forma di una stella e i punti zero sono collegati a un filo comune. Questo circuito viene utilizzato solo nei dispositivi di protezione che prevengono i cortocircuiti.
2. Stella incompleta. L'unica differenza tra questo metodo di connessione dalla stella è l'installazione di trasformatori in sole due fasi.
3. Triangolo. Gli avvolgimenti secondari di tutti i trasformatori sono collegati in serie tra loro utilizzando terminali opposti. I relè collegati a una stella sono collegati ai vertici del triangolo formato. Questa opzione viene utilizzata per la protezione a distanza e differenziale.
4. Triangolo incompleto. Una caratteristica distintiva di questo schema di connessione è l'uso di avvolgimenti secondari installati non in tutte le fasi, ma solo in due. Questa opzione viene utilizzata per proteggere i motori dai cortocircuiti tra le fasi.

Regole di servizio

Nella maggior parte dei casi, la durata di un trasformatore di strumenti è di circa 20 anni. Per estendere questo periodo di 10 o più anni, è necessario mantenere adeguatamente il dispositivo e adottare misure preventive al momento giusto.

Requisiti primariche deve essere osservato per aumentare la durata del trasformatore:

1. È necessario eseguire regolarmente un'ispezione visiva per la presenza di vari malfunzionamenti. Molto spesso, questo aiuta a identificare la maggior parte dei guasti nella fase iniziale e ad eliminarli rapidamente.
2. Monitorare il carico sui circuiti primari e cercare di non superare i valori massimi.
3. Se sono presenti contatti nel circuito primario, si consiglia di ispezionarli attentamente per difetti o danni visibili.
4. La maggior parte dei guasti e dei cortocircuiti derivano da problemi con lo strato isolante esterno. È disturbato dall'uso improprio del dispositivo, dall'accumulo di sporco e umidità e dall'esposizione a temperature alte o basse.
5. Tutti i controlli preventivi e le riparazioni devono essere eseguiti secondo le normative vigenti.
6. Se si riscontra un guasto grave o un malfunzionamento minore, è necessario spegnere immediatamente l'alimentazione e sostituire il dispositivo.
7. Un trasformatore di corrente danneggiato può essere riparato solo da servizi speciali che impiegano specialisti altamente qualificati con una vasta esperienza. L'autoriparazione può causare danni aggiuntivi che non possono essere riparati.

Il trasformatore di misura della corrente è un utile dispositivo che consente di misurare e regolare vari parametri del sistema. Con la giusta scelta del dispositivo, la sua installazione e seguendo tutte le raccomandazioni dei professionisti, è possibile prolungare la vita del dispositivo e ridurre la probabilità di eventuali problemi.