مقدمه
یک ترانسفورماتور جریان (CT) از چندین جزء مهم تشکیل شده است که با هم کار می کنند تا جریان الکتریکی را تغییر دهند و سیگنال مناسبی را برای تجهیزات اندازه گیری یا حفاظتی ارائه دهند. اگرچه ساختار دقیق بسته به نوع CT، سطح ولتاژ، درجه جریان، الزامات دقت و کاربرد متفاوت است، اکثر ترانسفورماتورهای جریان شامل چندین بخش اساسی هستند.
درک اجزای اصلی ترانسفورماتور جریان هنگام انتخاب، نصب، آزمایش یا نگهداری تجهیزات CT مفید است. هسته مغناطیسی، مدار اولیه، سیم پیچ ثانویه، سیستم عایق، پایانه ها و محفظه همگی به عملکرد کلی و قابلیت اطمینان ترانسفورماتور کمک می کنند.
هسته مغناطیسی
هسته مغناطیسی یکی از مهمترین اجزای ترانسفورماتور جریان است.
این یک مسیر مغناطیسی برای شار تولید شده توسط جریان اولیه فراهم می کند. هنگامی که جریان از طریق هادی اولیه عبور می کند، میدان مغناطیسی ایجاد می کند. هسته این شار مغناطیسی را متمرکز و هدایت می کند تا بتواند به طور موثر با سیم پیچ ثانویه تعامل داشته باشد.
مواد اصلی و ساختار تأثیر قابل توجهی بر عملکرد CT دارند. عواملی مانند نفوذپذیری مغناطیسی، تلفات هسته، ویژگی های اشباع و ابعاد فیزیکی می توانند بر دقت تأثیر بگذارند.
برنامه های مختلف CT ممکن است به طراحی های هسته متفاوتی نیاز داشته باشند. برنامه‌های اندازه‌گیری عموماً به شدت بر دقت اندازه‌گیری تمرکز می‌کنند، در حالی که برنامه‌های حفاظتی ممکن است به عملکرد مناسب در شرایط خطای فعلی{1} بالا نیاز داشته باشند.
هادی اولیه یا سیم پیچ اولیه
سمت اولیه بخشی از CT است که جریان اندازه گیری شده را حمل می کند.
بسته به طراحی، اولیه ممکن است شامل یک سیم پیچ اختصاصی، یک میله مسی، یا یک هادی خارجی باشد که از دهانه CT عبور می کند.
CTهای پنجره-و حلقوی معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شوند که هادی موجود به عنوان هادی اولیه عمل کند. در این آرایش، هادی از هسته مغناطیسی عبور می کند و CT میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان را تشخیص می دهد.
طراحی اولیه ارتباط نزدیکی با جریان اولیه نامی و الزامات نصب دارد.
سیم پیچ ثانویه
سیم پیچ ثانویه یکی دیگر از اجزای ضروری است.
این شامل چرخش هادی عایق شده است که به اطراف یا مرتبط با هسته مغناطیسی پیچیده شده است. تغییر شار مغناطیسی تولید شده توسط جریان اولیه باعث القای جریان در سیم پیچ ثانویه می شود.
جریان ثانویه با توجه به نسبت CT با جریان اولیه متناسب است.
سیم پیچ ثانویه به تجهیزاتی مانند آمپرمترها، انرژی سنج ها، سیستم های مانیتورینگ یا رله های حفاظتی متصل می شود. سیم پیچ باید طوری طراحی شود که دارای امتیاز جریان، دقت، عایق و ویژگی های بار باشد.
سیستم عایق
سیستم عایق اجزای رسانای الکتریکی را جدا می کند و به CT کمک می کند تا در برابر ولتاژ نامی و تنش های الکتریکی مقاومت کند.
بسته به طرح و کاربرد، عایق ممکن است توسط موادی مانند عایق قالبی، رزین، کاغذ عایق یا سایر مواد عایق الکتریکی مناسب ارائه شود.
سطح عایق مورد نیاز به ولتاژ عملیاتی و محیط نصب بستگی دارد.
عایق خوب برای ایمنی الکتریکی و قابلیت اطمینان طولانی مدت ضروری است. طراحی عایق باید شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، آلودگی و تنش مکانیکی را نیز در نظر بگیرد.
پایانه ها
پایانه های CT اتصال الکتریکی بین ترانسفورماتور و مدار اندازه گیری یا حفاظت خارجی را فراهم می کنند.
پایانه های اولیه و ثانویه باید به وضوح شناسایی شوند تا بتوان CT را به درستی وصل کرد.
پایانه های ثانویه اهمیت ویژه ای دارند زیرا سیم کشی نادرست می تواند بر دقت اندازه گیری، قطبیت و عملکرد حفاظتی تأثیر بگذارد.
در تاسیسات عملی، طراحی ترمینال باید اتصالات مکانیکی قابل اعتماد و عایق الکتریکی مناسب را نیز فراهم کند.
مسکن یا محوطه
محفظه از اجزای داخلی ترانسفورماتور جریان از محیط اطراف محافظت می کند و پشتیبانی مکانیکی را فراهم می کند.
بسته به کاربرد، محفظه ممکن است به محافظت از CT در برابر گرد و غبار، رطوبت، ضربه مکانیکی و سایر تأثیرات محیطی کمک کند.
برای تابلوهای برق داخلی، محفظه های قالب گیری فشرده رایج هستند. سایر برنامه ها بسته به محیط نصب ممکن است به حفاظت مکانیکی متفاوتی نیاز داشته باشند.
محفظه همچنین به ابعاد فیزیکی و روش نصب CT کمک می کند.
ساختار نصب
بسیاری از ترانسفورماتورهای جریان دارای ویژگی های نصب هستند که به آنها اجازه می دهد تا به طور ایمن روی تابلوهای برق، شینه ها، کابل ها یا سایر تجهیزات نصب شوند.
روش نصب بستگی به طراحی CT دارد. برخی از CT ها برای نصب مستقیم در اطراف هادی طراحی شده اند، در حالی که برخی دیگر ممکن است از براکت ها، پیچ ها، سیستم های ریلی DIN یا سایر سازه های مکانیکی استفاده کنند.
نصب صحیح مهم است زیرا حرکت یا موقعیت نامناسب ممکن است بر نصب و بسته به طراحی، عملکرد سیستم اندازه گیری تأثیر بگذارد.
نتیجه گیری
اجزای اصلی ترانسفورماتور جریان شامل هسته مغناطیسی، هادی یا سیم پیچ اولیه، سیم پیچ ثانویه، سیستم عایق، پایانه ها، محفظه و ساختار نصب می باشد.
هر جزء نقش خاصی دارد. هسته مغناطیسی مسیر مغناطیسی را فراهم می کند، هسته اولیه جریان اندازه گیری شده را حمل می کند و ثانویه جریان خروجی متناسبی را تولید می کند که توسط متر یا دستگاه های حفاظتی استفاده می شود. سیستم عایق جداسازی الکتریکی را فراهم می کند، در حالی که پایانه ها، محفظه و ساختار نصب از نصب ایمن و قابل اطمینان پشتیبانی می کنند.
از آنجایی که ساخت CT بسته به کاربرد متفاوت است، کاربران باید نسبت جریان مورد نیاز، دقت، بار، سطح عایق، روش نصب و شرایط محیطی را هنگام انتخاب محصول در نظر بگیرند.
یک ترانسفورماتور جریان که به درستی طراحی شده باشد، این اجزا را در یک دستگاه قابل اعتماد برای اندازه گیری جریان، نظارت و حفاظت الکتریکی ترکیب می کند.