Трансформаторы тока

Многим известно, что трансформатор, это такой электротехнический аппарат, который преобразует напряжение, делая его больше или меньше. Поэтому немного странно слышать словосочетание "трансформатор тока". Несмотря на это, данный прибор существует и предназначен для преобразования тока больших величин в ток, удобный для измерения и контроля с применением устройств управления и обычных измерительных приборов. Наряду с этим трансформаторы тока служат для изолирования измерительной и управляющей аппаратуры от высокого потенциала электросети, в которой производятся измерения или осуществляется контроль.

Трансформаторы тока подразделяют на приборы переменного и постоянного тока. Первые распространены наиболее массово и именно их чаще всего называют "трансформаторы тока". Вторые действуют по принципу магнитного усилителя и такой трансформатор представляет собой магнитопроницаемый сердечник с обмотками переменного и постоянного тока, дополнительный источник переменного напряжения и выпрямитель. Изменение величины проходящего по первичной обмотке постоянного тока меняет и магнитную проницаемость сердечника, что изменяет индуктивное сопротивление и силу тока в обмотке с переменным током. Выходной сигнал образуется с помощью выпрямителя и нагрузочных резисторов.

Как правило, первичная обмотка наиболее распространённого трансформатора тока (переменного) представляет собой один или несколько витков провода большого диаметра, так как включается в контролируемую цепь последовательно и должна выдержать протекание огромных токов. Вторичная обмотка, напротив, состоит из многочисленных витков провода небольшого сечения. К ней подключаются устройства управления и измерительные приборы с очень малым сопротивлением. Ток, проходящий по вторичной обмотке, обычно, прямо пропорционален величине тока в первичной обмотке.

Для удобства измерения и контроля коэффициент трансформации, являющийся основным параметром трансформатора тока, подбирают таким образом, чтобы можно было использовать стандартные приборы, поэтому номинальными токами вторичных обмоток являются 1, 5 и 10 ампер. Коэффициент указывают на корпусе трансформатора в виде соотношения токов первичной и вторичной обмоток (например, 50/5А). Трансформаторы тока изготавливают разных классов точности и напряжения, конструктивных исполнений, вида изоляции, способа установки и т.д.:
- по назначению дифференцируют на защитные, измерительные, промежуточные (с их помощью измерительные приборы включаются в цепи релейной защиты, выравнивают токи в дифференциальных защитах и т.п.) и лабораторные (отличаются высокой точностью, наличием множества вторичных обмоток для разных коэффициентов трансформаций);
- по методу установки делят на наружные (закрепляют в открытых РУ), закрытые, встроенные в электроустановки (трансформаторы, машины, выключатели, генераторы и т.д.), накладные (одевают на проходной изолятор – например, ввод силового высоковольтного трансформатора), переносные (для лабораторных испытаний и контрольных измерений);
- по устройству первичной обмотки классифицируют на шинные, одновитковые (стержневые) и многовитковые (с петлевой или восьмёрочной обмоткой - катушечные);
- по способу крепления трансформаторы для наружной и внутренней установки подразделяются на опорные и проходные;
- по виду изоляции трансформаторных обмоток группируют на сухую изоляцию (бакелит, фарфор, эпоксидная смола), бумажно-масляную и с компаундной изоляцией;
- по количеству ступеней трансформации различают одно- и двухступенчатые (каскадные);
- по номинальному напряжению делят на низковольтные (до 1000 вольт) и высоковольтные (свыше 1000 вольт).