Расчет и конструкция изоляции трансформаторов тока

Страница 47 из 57

РАСЧЕТ И КОНСТРУКЦИЯ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

15-1. Общие сведения

В изоляции трансформаторов тока различают:
А. Главную изоляцию — между первичной обмоткой и вторичной, а также между первичной обмоткой и землей.
Б. Междувитковую изоляцию как в первичной, так и во вторичной обмотках.
Для трансформаторов тока наружной установки, кроме того, различают:
а)        внешнюю изоляцию, которая обычно представляет собою полый фарфоровый изолятор (покрышку), вмещающий обмотки трансформаторов тока;
б)        внутреннюю изоляцию, т. е. изоляцию обмоток; она не подвержена атмосферным воздействиям, поскольку защищена внешней изоляцией.
Внешняя изоляция определяется требованиями к сухо- и мокроразрядному напряжениям трансформатора тока. Внутренняя изоляция его первичной обмотки должна иметь запас прочности по отношению к сухоразрядному напряжению, указанный в гл. I.
Требования к изоляции вторичных обмоток трансформаторов тока обычно сводятся к тому, что они должны выдерживать испытательное напряжение относительно земли (2 кВ, а для шинных трансформаторов тока на 0,5 кВ, у которых сердечник имеет потенциал шины, — 3 кВ; см. ГОСТ 1516-60 и ГОСТ 7746-55) и не должны иметь витковых замыканий.

В ряде конструкций трансформаторов тока на зажимах вторичной обмотки может появиться повышенное напряжение, опасное для обслуживающего персонала и для прочности изоляции обмотки (когда по первичной обмотке аппарата проходит ток, а вторичная обмотка по каким-либо причинам оказалась разомкнутой). Это напряжение достигает подчас нескольких киловольт.
В стандартах некоторых стран выдвигается требование, чтобы вторичные обмотки трансформаторов тока выдерживали режим холостого хода, т. е. собственное напряжение на разомкнутых концах, когда первичная обмотка находится под током. При этом иногда оговаривается допустимое время нахождения трансформатора тока в таком режиме.

Напряжение на зажимах первичной обмотки в рабочем режиме очень мало и может быть подсчитано по формуле:
(15-1)
где L1— индуктивность первичной обмотки.
Данные об этой индуктивности для некоторых трансформаторов тока приведены в табл. 15-1 [Л. 15-1].

Таблица 15-1
Индуктивности первичных обмоток некоторых типов трансформаторов тока

При падении на первичную обмотку трансформатора тока импульсной волны междувитковая изоляция обмотки подвергается воздействию значительных напряжений.

Для защиты от таких воздействий применялись шунтирующие нелинейные сопротивления (разрядники).
Однако сейчас от них отказались. Опыт эксплуатации показывает что случаи междувитковых замыканий в трансформаторах тока наблюдаются исключительно редко.

2. Фарфоровая изоляция трансформаторов тока

До последнего времени в качестве главной изоляции трансформаторов тока на относительно низкие и средние напряжения особенно широко применялась фарфоровая изоляция.
Можно было бы отметить, что по данным ОРГРЭС трансформаторы тока на напряжение 3—10 кВ составляют 92,5% всего количества трансформаторов тока на все напряжения [Л. 15-2]. Именно для трансформаторов тока на эти напряжения и используется в основном фарфоровая изоляция.

Широко распространенным типом трансформаторов тока (особенно для промышленной энергетики) являются катушечные трансформаторы тока. Один из выпускаемых нашей промышленностью катушечных трансформаторов тока (тип ТКФ) показан на рис. 15-1.

Рис. 15-1. Катушечный трансформатор тока типа ТКФ.
1 — первичная обмотка; 2 — фарфоровой изолятор; 3 — вторичная обмотка; 4 — сердечник; 5 — шайба с вырезом.

Выгодной особенностью катушечных трансформаторов тока, обеспечивающей их дешевизну, является то обстоятельство, что намотка как первичной, так и вторичной обмотки может быть механизирована.

Электрическая прочность данной изоляционной конструкции невелика. Это обусловлено весьма сжатыми габаритами, малыми расстояниями между первичной обмоткой и внутренней поверхностью окна сердечника, а также наличием в электрическом поле узких воздушных зазоров, включенных последовательно с фарфоровой изоляцией.

Прочность промежутка между первичной обмоткой и внутренней поверхностью окна сердечника может быть рассчитана так же, как для промежутка «острие — плоскость».
Электрическую прочность воздушных зазоров между обмоткой и фарфором, а также между фарфором и боковой внутренней поверхностью окна сердечника, можно рассчитать по формуле для плоского диэлектрика.
Указанные особенности катушечных трансформаторов тока приводят к тому, что они применяются при относительно низких напряжениях (500 3000 в).

С целью увеличения электрической прочности катушечных трансформаторов тока в зазор между катушкой и внутренней поверхностью окна сердечника вкладывается П-образный изоляционный барьер.
Соединение барьера с телом фарфоровой изоляции привело к тому, что появился новый тип изоляции трансформаторов тока — фарфоровый изолятор со взаимно перпендикулярными каналами (тип ТФФ, рис. 15-2).
Дальнейшее развитие этого принципа приводит к более сложным конфигурациям фарфора, в которых первичная обмотка находится в закрытом фарфоровом канале на всем своем протяжении. Так, рис. 15-3 показывает трансформатор тока типа ТФ-10 на 10 кВ с подобной фарфоровой изоляцией сложной формы. Рис. 15-4 дает представление о фарфоровом изоляторе для трансформатора тока указанного типа.

Изоляция подобного рода удовлетворительно работает при условии исключения из электрического поля узких воздушных зазоров, которые могут вызывать раннюю ионизацию. 

Рис. 15-2. Схема катушечного трансформатора тока типа ТФФ.
1 — первичная обмотка: 2 — фарфоровый изолятор; 3 — вторичная обмотка; 4 — сердечник; 5 — изоляционная прокладка.

Рис. 15-3. Трансформатор тока ΤΦ-ΐυ.

Рис. 15-4. Фарфоровый изолятор для трансформатора тока ТФ-10.

Рис. 15-5. Трансформатор тока типа ТПФ-10.

Для этой цели близко лежащие к первичной обмотке поверхности фарфора должны быть металлизированы или покрыты проводящей краской, полупроводящей глазурью и т. п. Применяется также заполнение внутренней полости изолятора графитированным песком.

Для повышения напряжения скользящих разрядов на фарфоре сделаны «козырьки», т. е. выступы с закруглениями, покрытыми проводящим слоем. Таким образом, заземленная поверхность изолятора заканчивается закруглением относительно большого радиуса, прикрытым фарфором.

Рис. 15-7. Проходной изолятор для трансформатора тока типа ТПОФ-10.

Рис. 15-6. Электрическое иоле проходного изолятора трансформатора тока типа ТПФ-10. 1 — проводящая поверхность; потенциал земли; 2 — проводящая поверхность; потенциал первичной обмотки.

 Перенесение электрической нагрузки полностью на фарфор повышает требования к электрической прочности фарфора и ограничивает применение подобной изоляции напряжениями 6—10 кВ.
Следует отметить, что в силу этого она не получила массового распространения.
Другой конструктивный принцип воплощен в проходных трансформаторах тока с фарфоровой изоляцией типа ТПФ-10 на 10 кВ. Чертеж такого трансформатора тока (рис. 15-5) показывает, что здесь используются два фарфоровых проходных изолятора, через которые последовательно пропускаются витки первичной обмотки.
Поскольку трансформаторы этого типа являются предметом массового выпуска, в конструкции их максимально сокращена длина изоляторов, что дает экономию меди первичной обмотки.

Развитие скользящих разрядов на этих изоляторах предотвращается наличием фарфоровых «козырьков» (А и Б, рис. 15-6) на краях электродов. На рис. 15-6 показана примерная форма электрического поля в изоляторах ТПФ-10 и поверхности, которые не глазуруются, а покрываются проводящей графитовой краской. Наружная поверхность фарфора в средней части изолятора заземляется.
На каждом конце изолятора также имеется проводящий слой. Он электрически соединяется с проводящим слоем на внутренней поверхности проходного изолятора и с первичной обмоткой трансформатора тока (ввод Л2). Эти проходные изоляторы весьма экономичны и производство их хорошо освоено, несмотря на сложную форму фарфора.
При больших номинальных токах (400—1500 а) широко применяются так называемые одновитковые или стержневые трансформаторы тока с фарфоровой изоляцией (типа ТПОФ на 10 и 20 кВ). Проходной изолятор трансформатора тока ТПОФ-10 показан на рис. 15-7. В этих трансформаторах тока первичной обмоткой является прямолинейный стержень (или труба), проходящий внутри изолятора и образующий часть единственного первичного витка трансформатора.
Фланец такого трансформатора тока при токах свыше 600— 750 а во избежание нагрева сильным магнитным полем стержня изготовляется из немагнитного материала и закрепляется на средней части изолятора при помощи механического крепления.
Длина изолятора у одновитковых трансформаторов тока может быть различной в связи с тем, что набор сердечников у них может иметь различную высоту, зависящую от их количества (1 или 2), от класса точности и от номинального тока.

Изоляция трансформаторов тока

 

Трансформаторы тока в зависимости от номинальных параметров, назначения и места установки бывают следующих основных типов: втулочные, проходные стержневые или шинные и баковые. Втулочные трансформаторы тока представляют собой кольцевые магнитопроводы со вторичными обмотками, надеваемыми на проходные изоляторы выключателей и трансформаторов. Стержень проходного изолятора служит одновитковой «первичной обмоткой» трансформатора тока. Высоковольтная изоляция этих трансформаторов тока создается самим проходным изолятором.

 

 

8.3 – Трансформатор тока ТФН-110М.

 

Проходные стержневые трансформаторы тока по конструкции аналогичны втулочным, но в них проходной изолятор является основной конструкцией самого трансформатора тока. В шинных трансформаторах тока роль стержня — «первичной обмотки» играет шина, которая проходит через отверстие в главной изоляции трансформатора тока. Стержневые и шинные трансформаторы тока выпускаются на напряжения до 35 кВ.

Трансформатор тока как отдельный аппарат на высокие напряжения наружной установки выпускается бакового типа. Конструкции баковых трансформаторов тока, в частности устройство их изоляции, непрерывно совершенствуются. В нашей стране широко применяются трансформаторы тока серии ТФН, устройство которых показано на рис. 6.3. В этой конструкции принято звеньевое расположение первичной и вторичной обмоток. Бумажно-масляная изоляция наложена частично на первичную, частично на вторичную обмотку; такая изоляция называется двухступенчатой. Баком трансформатора тока служит фарфоровая покрышка. Ввиду трудностей изготовления крупногабаритных покрышек в баковом трансформаторе тока изоляционные расстояния весьма малы. Это и обусловливает применение бумажно-масляной изоляции, обладающей высокой электрической прочностью.

 

 

Рис. 8.4 – Схема кабельно-конденсаторной изоляции первичной обмотки (а) и общий вид трансформатора тока ТФКН-330 (б).

 

На сверхвысокие напряжения трансформаторы тока типа ТФН соединяются в каскадные схемы, в которых вторичная обмотка верхней ступени питает первичную обмотку нижней. Хотя изоляционная проблема в этих трансформаторах тока решается относительно просто, применение каскадных схем снижает точность измерения тока. Повышение электрической прочности изоляции обмоток достигается устройством кабельно-конденсаторной изоляции. Кабельно-конденсаторная изоляция представляет собой бумажно-масляную изоляцию, в толщу которой заложены коаксиальные конденсаторные обкладки, последняя из которых заземляется (рис. 8.4,а). Эти обкладки выравнивают распределение напряжения в радиальном и осевом направлениях. Тот же принцип использован в конденсаторных вводах. Трансформаторы тока с кабельно-конденсаторной изоляцией выпускаются вплоть до высших номинальных напряжений в серии ТФКН (рис. 8.4,б).

На напряжения до 35 кВ просты в производстве, дешевы и малогабаритны трансформаторы тока с литой изоляцией. Наилучшие результаты дает эпоксидная изоляция. Выбор конфигурации литой изоляцией требует подробного расчета электрического поля для устранения высоких градиентов по поверхности изоляции и в воздушных включениях вблизи вторичной обмотки.

 

Узнать еще:

Изоляция — вторичная обмотка — трансформатор — ток

Изоляция — вторичная обмотка — трансформатор — ток

Cтраница 1

Изоляция вторичных обмоток трансформаторов тока я напряжения, а также цепей управления, блокировки и сигнализации испытывается напряжением 2 000 в ( 50 гц) в течение 1 мин.  [1]

Изоляция вторичных обмоток трансформаторов тока испытывается переменным напряжением 1 000 в в течение 1 мин. По результатам испытаний окончательно судят о состоянии изоляции встроенных трансформаторов тока.  [2]

Изоляция вторичных обмоток трансформаторов тока, элементов цепей управления, блокировки и сигнализации, а также самих цепей испытывается переменным напряжением 2 000 в промышленной частоты в течение 1 мин.  [3]

Изоляция вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения, а также изоляция элементов цепей управления, блокировки и сигнализации должны выдерживать испытательное напряжение 2 кв, 50 гц.  [4]

Изоляцию вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения испытывают напряжением 2 000 в, 50 гц.  [5]

Продолжительность испытания изоляции вторичных обмоток трансформаторов тока, так же как и для обеих обмоток трансформаторов напряжения, равна 1 мин. У трансформаторов напряжения измеряется ток холостого хода, значение которого не нормируется. У трансформаторов тока снимают характеристику намагничивания сердечников, которую сравнивают с характеристикой исправного аналогичного трансформатора. Отклонение измеренного коэффициента трансформации от паспортного не нормируется.  [6]

Испытательное напряжение изоляции вторичных обмоток трансформаторов тока любого типа составляет, согласно ГОСТ 1516 — 42 и ГОСТ 1516 — 60, 2 кед. Длительность приложения испытательного напряжения — 1 мин.  [7]

При испытании изоляции вторичных обмоток масло-наполненных трансформаторов тока типа ТФН вывод экрана должен быть соединен с корпусом трансформатора тока.  [8]

Для измерения сопротивления изоляции вторичных обмоток трансформаторов тока применяют мегаомметр на 500 — 1000 В.  [9]

Для измерения сопротивления изоляции вторичных обмоток трансформатора тока применяют мегомметр на 2000 В.  [10]

Для измерения сопротивления изоляции вторичных обмоток трансформаторов тока применяют мегомметр на 500 — 1000 В.  [11]

В эксплуатации имеют место случаи, когда изоляция вторичной обмотки трансформаторов тока снижается до величины ниже допустимой.  [12]

У трансформаторов со встроенными ( в вводы ВН и СН) трансформаторами тока производится проверка полярности их обмоток, а также испытание изоляции вторичной обмотки трансформатора тока приложенным напряжением 50 гц.  [13]

Маловероятно, что трансформаторы тока сами по себе окажутся неисправными, однако они могут быть случайно закорочены оставленной в неправильном положении во время эксплуатационных испытаний закороткой; также изоляция вторичной обмотки трансформатора тока может быть пробита, если токовая цепь случайно окажется разомкнутой. Там, где имеется второй комплект трансформаторов тока, его следует использовать для питания резервных защит.  [14]

При включении приборов на действующей установке запрещается под нагрузкой размыкать вторичные цепи трансформаторов тока во избежание поражения высоким напряжением, индуктируемым при разрыве тока во вторичной обмотке, и из-за опасности пробоя изоляции вторичной обмотки трансформатора тока.  [15]

Страницы:      1    2

СЗТТ :: Литая изоляция в трансформаторах

Незаземляемые трансформаторы напряжения НОЛ.08-6(10)М Класс напряжения, кВ: 6 или 10 Напряжение основной вторичной обмотки, В: 100 Номинальная мощность, ВА, в классе точности: от 20 до 200 Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ.01ПМИ со встроенными предохранительными устройствами Класс напряжения, кВ: 10 Количество вторичных обмоток: 2 Напряжение вторичных обмоток, В: 100/√3; 100/3 Шинные трансформаторы тока ТШЛ-0,66-VIII !!! НОВИНКА !!! Номинальный первичный ток: 100-600 А Номинальный вторичный ток: 1-5 А Класс точности: 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 5; 5Р; 10P   Трансформатор тока ТЗЛМ-100(250, 300, 450)*590,ТЗЛМ-100*(490, 700), ТЗЛМ-450*(520, 700) Опорные трансформаторы тока ТОМ-110 III   Класс напряжения: 110 кВ Номинальный первичный ток: 20-4000 А Номинальный вторичный ток: 1-5 А Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 1; 3; 5P; 10P Количество вторичных обмоток: 3, 4, 5 или 6 Накладное предохранительное устройство НПУ-6(10) Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ.02 ! НОВИНКА ! Класс напряжения, кВ: 27 Номинальное напряжение вторичной обмотки, В: 100 Номинальная мощность, ВА, в классе точности: от 20 до 40 Опорные трансформаторы тока ТОЛ-10-11 Класс напряжения: 6, 10 кВ Номинальный первичный ток: 10-3000 А Номинальный вторичный ток: 1-5 А Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P Количество вторичных обмоток: 2 Уменьшенные габаритные размеры — всего 210 мм в длину! Шинные трансформаторы тока ТШЛ-0,66-V-1   Разъемный измерительный трансформатор Номинальный первичный ток: 300-1000 А Номинальный вторичный ток: 5 А Класс точности: 1; 0,5 Трехфазный масляный силовой трансформатор ТМГ Класс напряжения, кВ: 6 или 10 Мощность, кВА: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600 Климатическое исполнение: У1; ХЛ1

Литая изоляция в трансформаторах. Существующая на сегодняшний день конкуренция на рынке измерительных трансформаторов до 35кВ неизбежно привела многих потребителей к вопросу: какая изоляция лучше для применения в литых трансформаторах – на основе эпоксидных компаундов или из полиуретанов? Несмотря на внешнее сходство в готовых изделиях, структура и свойства этих материалов сильно различаются. И эти, не очевидные на первый взгляд различия, могут значительно отразиться на эксплуатационных характеристиках трансформаторов. Сегодня мы разберем этот вопрос более подробно.  Читать статью полностью (pdf)

ТОГП-500 (УХЛ1) Трансформаторы тока элегазовые с полимерной изоляцией

Назначение

Трансформаторы тока серии ТОГП-500 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительными приборам и устройствам защиты и управления в открытых и закрытых распределительных устройствах переменного тока частоты 50 Гц на номинальное напряжение 500 кВ.

Трансформаторы обеспечивают:

• пропорциональное преобразование переменного тока в цепи высокого напряжения в ток, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных устройств или устройств защиты;

• изолирование измерительных приборов и устройств защиты, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепей высокого напряжения.

Трансформаторы тока предназначены для эксплуатации на открытом воздухе в районах с умеренным климатом (климатическое исполнение У1 и УХЛ1 по ГОСТ 15150–69):

• верхнее рабочие значение температуры окружающего воздуха плюс 40 °С;
• нижнеерабочиезначениетемпературыокружающеговоздухадля У1 минус 45°С;
• нижнее рабочие значение температуры окружающего воздуха для УХЛ1 минус 60 °С;
• высота над уровнем моря – не более 1000м.

Механическая нагрузка от ветра скоростью до 40 м/с и от тяжения проводов в вертикальной плоскости вниз – 1500 Н (150 кгс) и в горизонтальной плоскости вдоль выводов трансформаторова  – 1500 Н (150 кгс).

Конструкция

• трансформатор тока взрывобезопасного исполнения, что обеспечивается наличием защитного утройства;
• трансформатор тока пожаробезопасного исполнения, что обеспечивается применяемыми в конструкции материалами и негорючим инертным газом;
• применение элегазовой изоляции;
• наличие надежных уплотнений, обеспечивающих герметичность изделия, низкий уровень утечек, в том числе при низких температурах окружающего воздуха;
• применение надеждных долговременных покрытий стальных частей трансформатора тока и опорных металлоконструкций горячим цинкованием не менее 100 мкм, термодиффузионным цинком;
• обеспечение требуемых заказчиком параметров;
• применение надежных комплектующих.

Трансформатор тока практически не требует обслуживания.

Трансофрматоры тока могут поставляться по заказу с металлоконструкцией требуемой высоты.

Условное обозначение

тогп — х — х, — х/х — х_г — х₃ — x

s хд

Т — Трансформатор тока;

0  — Опорного исполнения;

Г — Газонаполненный;

П — Полимерная изоляция;

X — Класс напряжения, кВ;

X, — Степень загрязнения изоляции по ГОСТ 9920;
Х/Х — Класс точности вторичных обмоток;

Х_г-Х₃-Х« — Номинальные первичные токи, А;

X;, — Номинальный вторичный ток, А;

Х₆ — Климатическое исполнение по ГОСТ 15150;

1   — Категория размещения по ГОСТ 15150.

Наименование параметра	Норма
Номинальное напряжение, ином, кВ	500
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	525
Испытательное напряжение промышленной частоты, кВ	680
Испытательное напряжение коммутационного импульса, кВ	1230
Испытательное напряжение полного грозового импульса, кВ	1550
Номинальное частота, Гц	50
Ряды номинальных первичных токов ‘Ч|ном, А — трансформаторов тока с возможностью изменения	200-400-800
числа витков первичной обмотки	300-600-1200 400-800-1600 500-1000-2000 750-1500-3000
— трансформаторов тока без возможности	800; 1000; 1200;
изменения числа витков первичной обмотки	1500; 2000; 3000;
	4000
Номинальный вторичный ток (варианты исполнения) 12иом, А	1 и/или 5
Наибольший рабочий первичный ток 1,нр| А	ГОСТ 7746
Количество вторичных обмоток:2) ’для измерений и Учета к 7 — для защиты	1; 2 3; 4; 5
Классы точности вторичных обмоток для измерений	0,2 S; 0.	5; 10; 15
Ток термической стойкости 1т, кА	253>, 31,54‘, 405), (63)6)
Ток электродинамической стойкости 1Д, кА	643>, 804‘, 1025>, (160)*
Время протекания тока термической стойкости, с	3
Максимальный кажущийся заряд единичного частичного разряда, пКл, не более	10
Утечка газа в год, % от массы газа, не более	0,5
Сейсмостойкость, баллов по шкале MSK-64	9
Средний срок службы, лет, не менее	40
Номинальное давление заполнения газом при температуре 20°С, МПа абс.	У1 УХЛ1 0,5 0,6
Масса, кг	1160

ТОГФ-110, 220 (УХЛ1) Трансформаторы тока элегазовые с фарфоровой изоляцией – ЗАО «ЗЭТО»

Трансформаторы тока серии ТОГФ предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборами и устройствам защиты и управления в открытых и закрытых распределительных устройствах переменного тока частоты 50 Гц на номинальное напряжение 110, 220 кВ. 

Номинальное напряжение, кВ	110	220
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	126	252
Номинальная частота, Гц	50
Номинальный первичный ток I1ном (варианты исполнения), А трансформаторов тока с возможностью изменения числа витков первичной обмотки1)            трансформаторов тока без возможности изменения числа витков первичной обмотки	150-300-600; 200-400-800; 250-500-1000; 300-600-1200; 375-750-1500; 400-800-1600; 500-1000-2000   600; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000
Номинальный вторичный ток I2ном (варианты исполнения), А	1 и 5
Количество вторичных обмоток: 2) для измерений и учета для защиты	1; 2 3; 4; 5
Классы точности вторичных обмоток для измерений	0,2S; 0,5S; 0,2; 0,5
Классы точности вторичных обмоток для защиты	5Р; 10Р
Номинальная вторичная нагрузка, ВА с коэффициентом мощности cos φ2 = 0,8 для измерений и защиты  с коэффициентом мощности cos φ2 = 1 для измерений	3; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 50; 60; 75; 100                            2
Номинальная предельная кратность вторичных обмоток для защиты Кном	10; 20; 30; 40
Номинальный коэффициент безопасности приборов вторичной  обмотки для измерений и учета К6ном	от 5 до 15
Ток термической стойкости IТ, кА	253) 31,54) 40 (63)5)
Ток электродинамической стойкости Iд, кА	643) 804) 102 (160) 5)
Время протекания тока термической стойкости, с	1; 3
Максимальный кажущийся разряд единичного частичного разряда, пКл, не более	10
Длина пути утечки, см	285; 315; 390	630; 790
Изоляционная среда для климатического исполнения	Элегаз Смесь элегаз+азот	Элегаз —
Утечка газа в год, % от массы газа, не более	0,5
Объем газа в трансформаторе тока, дм3	188	375
Масса газа в трансформаторе тока при давлении заполнения, кг элегаз смесь элегаз+азот	4,5 2,5+0,4	10,2 —
Номинальное давление (давление заполнения) элегаза или смеси газов при температуре 20°C, МПа абс. (кгс/см2)	0,34 (3,4)	0,42 (4,2)
Сейсмостойкость, баллов по шкале MSK — 64	9
Масса трансформатора, кг	480	700
1) Три значения номинального первичного тока за счет переключения схемы (коэффициента трансформации) на контактном выводе первичной обмотки. 2) Вторичные обмотки могут иметь отпайки, необходимые для требуемого значения номинального первичного тока (коэффициента трансформации). 3) При включении трансформаторов тока на минимальный коэффициент трансформации ток электродинамической стойкости до 64 кА, ток термической стойкости до 25 кА. 4) При включении трансформаторов тока на средний коэффициент трансформации ток электродинамической стойкости до 80 кА, ток термической стойкости до 31,5 кА. 5) При включении трансформаторов тока на максимальный коэффициент трансформации ток электродинамической стойкости от 102 до 160 кА, ток термической стойкости от 40 до 63 кА.

Трансформатор тока — устройство, принцип работы и виды

Трансформатор тока представляет собой измерительное устройство, первичная обмотка (высокая сторона) которого подключается к источнику переменного электрического тока, а его вторичная обмотка (низкая сторона) подключается к приборам измерения или к приборам защиты с малым сопротивлением.

Если точнее, то первичная обмотка любого трансформатора тока включается только последовательно в силовую электрическую цепь, по которой протекает электрическая нагрузка. К вторичной обмотке или нескольким вторичным обмоткам подключаются защитные приборы, измерительные приборы и приборы учёта электроэнергии.

Принцип действия трансформатора тока

Работа обычного трансформатора тока базируется на физическом явлении электромагнитной индукции. Это значит, что при подаче напряжения на первичную обмотку, в её витках будет проходить переменный ток, образующий впоследствии появление переменного магнитного потока. Появившийся магнитный поток проходит по сердечнику и пронизывает витки всех обмоток трансформатора, таким образом, индуцируя в них электродвижущие силы (э.д.с.). В случае закорачивания вторичной обмотки или же при включении нагрузки в её цепь, под воздействием э.д.с. в витках обмотки начнёт протекать вторичный ток.

Назначение трансформаторов

Общее назначение трансформаторов тока – преобразование (снижение) большой величины переменного тока до таких значений, которые будут удобны и безопасны для измерения.

Трансформаторы тока позволяют безопасно измерять большие электрические нагрузки в сетях переменного тока. Это становится возможным благодаря изолированию первичной обмотки и вторичной обмотки друг от друга.

При изготовлении к трансформаторам тока предъявляются строгие требования по качеству изоляции и по точности измерений электрических нагрузок.

Конструкция трансформатора тока

Трансформатор тока – это устройство, основой которого является сердечник, шихтованный из особой трансформаторной стали. На сердечник (магнитопровод) наматываются витки одной, двух или даже нескольких вторичных обмоток, электрически изолированных друг от друга, а также и от сердечника.

Что касается первичной обмотки, то она может представлять собой катушку, также намотанную на сердечник измерительного трансформатора. Однако чаще всего первичная обмотка представляет собой алюминиевую или медную шину (пластину). Не менее часто в трансформаторе тока вообще отсутствует первичная обмотка как таковая. В этом случае функцию первичной обмотки выполняет силовой проводник, проходящий через кольцо трансформатора тока. Это может быть отдельная жила электрического кабеля.

Вся конструкция трансформатора тока помещается в корпус для защиты от механических повреждений. 

Коэффициент трансформации

Основной технической характеристикой каждого трансформатора тока является номинальный коэффициент трансформации. Его значение указывается на специальной табличке (шильдике) в виде отношения номинального значения первичного тока к номинальному значению вторичного тока.

Например, указанное значение 400/5 означает, что при первичной нагрузке в 400А, во вторичной цепи должен протекать ток в 5А и, следовательно, коэффициент трансформации будет равен 80. Если на шильдике указано значение 50/1, то коэффициент трансформации будет равен 50.

Практически у каждого трансформатора тока есть определённая погрешность. В зависимости от её величины каждому трансформатору тока присваивается свой класс точности.  

Классификация трансформаторов

Существует несколько признаков, по которым трансформаторы тока делятся.

По своему назначению они бывают измерительными, защитными, а также промежуточными и лабораторными.

• Измерительные выполняют функцию измерения. К ним подключаются приборы, такие как амперметр или приборы учёта (счётчики электрической энергии).
• Защитные трансформаторы тока выполняют функцию электрической защиты совместно с устройствами защиты, поэтому к ним подключаются устройства, такие как реле тока или современные цифровые устройства высоковольтной защиты.
• Промежуточные трансформаторы тока применяют в токовых цепях релейной защиты.
• Лабораторные устройства обладают очень высокой степенью точности измерений. Также у них может быть несколько разных коэффициентов трансформации.

По виду установки трансформаторы тока бывают наружными и внутренними, а также встроенными внутрь электрооборудования (внутри высоковольтных выключателей, внутри питающих силовых трансформаторов и т.д.). Кроме того трансформаторы тока бывают накладными и переносными. Переносные трансформаторы используют для измерений токовой нагрузки в лабораторных условиях.

По исполнению первичной обмотки бывают одновитковые, многовитковые и шинные трансформаторы тока. По количеству ступеней трансформации – одно- и двухступенчатые.

По напряжению трансформаторы тока делятся на две группы – устройства с напряжением до 1000В и устройства с напряжением выше 1000В.

Кроме обычных измерительных трансформаторов тока, существуют и специальные, такие как трансформаторы тока нулевой последовательности.

Когда мне нужны изолирующие трансформаторы тока?

Этот вопрос всегда возникает при тестировании стационарных счетчиков в лабораториях. Изолирующие трансформаторы тока (ICT) необходимы для тестирования нескольких счетчиков электроэнергии с прямым подключением на испытательном стенде с несколькими положениями, предполагая, что соединения I-P не могут быть открыты.

клеммная колодка с перемычками I-P

Если вы не можете найти ссылки (красные стрелки) на клеммной колодке счетчика, вам необходимо использовать ИКТ для тестирования.

А почему?

Все электронные счетчики имеют источник питания, соединенный между фазами и нейтралью. У этих источников питания есть потребление (см., Например, IEC62053-21, # 7.7.1). Согласно законам Кирхгофа, часть испытательного тока будет использоваться источником питания. Это приводит к падению тока в следующей тестовой позиции и к увеличению ошибки от позиции к позиции.
Чем меньше испытательный ток, тем выше влияние на погрешность измерения.

А как ИКТ решает эту проблему?

Разделительный трансформатор тока ICT CL2030-D

ICT — это, в основном, трансформатор с соотношением сторон 1: 1.У вас есть первичная сторона (где источник вводит ток) и вторичная сторона с подключениями к счетчику. Испытательное напряжение индивидуально подается на каждый счетчик на вторичной стороне ИКТ. Таким образом, все счетчики получают одинаковый испытательный ток. См., Например, наш ICT CL2030 с расширенными дополнительными функциями, такими как защита и удаленный доступ с помощью программного обеспечения для ПК.

А как насчет однофазных счетчиков?

Однофазные счетчики с замкнутой связью можно тестировать с помощью ИКТ.Для однофазных испытательных стендов можно использовать трансформатор вторичного напряжения (MSVT). С помощью MSVT испытательное напряжение становится гальванически свободным, в то время как ICT делает токи гальванически свободными.

Заключение

Для проверки однофазных счетчиков с замкнутыми цепями необходим стенд с МСВТ.
Для проверки трехфазных счетчиков с замкнутыми линиями связи необходим стенд с ИКТ.
Для тестирования счетчиков с трансформаторным управлением (CT, CT / VT) мы рекомендуем прямое подключение к испытательному стенду.В этих счетчиках цепи тока и напряжения разделены внутри.

Внутренняя конструкция трансформаторов тока

Трансформатор тока

А позволяет преобразовывать большие токи в измеримый диапазон тока. Реле, включенные в несколько систем защиты, реализованы таким образом, что ток, подаваемый трансформатором тока, может использоваться для их приведения в действие. Также считается трудным измерять переменные токи большой величины с помощью обычных амперметров низкого диапазона, и поэтому трансформаторы тока используются в качестве промежуточной ступени для целей измерения и изоляции.

Рисунок 1. Различные трансформаторы тока. Изображение любезно предоставлено Talema Group.

Магнитные компоненты, как правило, десятилетиями используются в различных силовых электронных устройствах. Они используются для управления, передачи и кондиционирования электроэнергии на разных этапах и в различных формах.

Дизайнеры всегда ищут новые материалы, топологии и процессы для повышения производительности.Было время в истории, когда создание магнетиков считалось скорее искусством, чем наукой. Это связано с тем, что дизайн в основном зависел от методов проб и ошибок, эмпирических формул и практических соображений. Кроме того, было несколько попыток стандартизировать процесс проектирования, чтобы сделать его более надежным и повторяемым.

Прочтите, чтобы узнать больше о принципе работы трансформатора тока и ключевых концепциях, которые используются.

Трансформаторы тока и обзор схем

Трансформаторы тока используются для измерения тока, протекающего в цепях большой мощности, обычно для цепей измерения или обратной связи.Использование трансформаторов тока предпочтительнее измерения токов с использованием токовых шунтов, включенных последовательно с путем прохождения тока, из-за преимуществ трансформатора тока, таких как обеспечение изоляции между силовой цепью и измерительной цепью, меньший вклад в потери мощности и хорошее подавление синфазных помех. [1]. Как правило, трансформатор поддерживает связь по переменному току, преобразование уровня напряжения и тока наряду с изоляцией по постоянному току [2].

Рисунок 2.Использование трансформатора тока для измерения большого тока. [3]

При проектировании трансформаторов тока учитывается их способность эффективно проводить необходимые значения токов первичной и вторичной обмоток. Это означает правильный выбор проводников, а также возможность достижения адекватной связи мощности. В идеале желательны жесткое регулирование напряжения без утечки и потерь тока — гистерезисных или вихревых — а также низкие общие искажения тока возбуждения.

Если все эти цели проектирования должны быть полностью выполнены, конечный продукт может быть громоздким, что опять-таки не предназначено. Таким образом, достичь наилучшего возможного дизайна на основе этих соображений крайне сложно.

Принцип работы

Трансформаторы тока относятся к семейству преобразователей тока, которые генерируют вторичный ток, по величине пропорциональный току, протекающему через первичную обмотку.

Первичная обмотка спроектирована так, что она состоит из одного или нескольких витков с большой площадью поперечного сечения и обычно подключается последовательно с цепью, которую необходимо определять на предмет протекания тока [4].

Вторичная обмотка имеет большее количество витков и изготовлена ​​из провода с меньшим поперечным сечением. Вторичная обмотка подключается к рабочей катушке реле или к измерителю тока.

Рисунок 3. Изображение трансформатора тока [4]

Область применения трансформатора тока определенного типа определяется его точностью, соотношением первичного и вторичного токов, типом используемой изоляции, механической конструкцией и внешними условиями эксплуатации.

Трансформаторы тока работают аналогично обычным силовым трансформаторам, поскольку они в основном работают как повышающие трансформаторы напряжения. Обычно значение тока будет ниже на стороне высокого напряжения и наоборот. Таким образом, когда первичная сторона находится под напряжением, ампер-витки на первичной стороне создают магнитное поле в сердечнике.

Электродвижущая сила индуцируется на вторичной стороне из-за генерируемого магнитного потока, который, в свою очередь, управляет вторичным током.Ампер-витки сбалансированы в первичной и вторичной обмотках, а также падение напряжения на первичной обмотке намного меньше, что делает первичный ток независимым от вторичного тока.

Анализ конструкции трансформаторов тока

Конструкция трансформатора тока — это компромисс по стоимости, весу, количеству витков в обмотке и ее общим характеристикам [1]. Увеличение площади ядра увеличивает производительность, но отрицательно сказывается на стоимости и габаритах. Используются ферритовые или стальные сердечники, предпочтительно большее количество вторичных витков.Как правило, при хорошей конструкции трансформатора тока основное внимание уделяется более низкому напряжению на вторичной стороне, использованию материала с высокой проницаемостью, большой площади сердечника и большим виткам вторичной обмотки.

Обычно при выборе материалов сердечника учитываются низкие потери в сердечнике, низкое значение сопротивления и низкая плотность потока. В изоляционных целях используются бумажные, лаковые, ленточные материалы и их разновидности.

Трансформатор тока может быть намотанным или стержневым. В случае применения низковольтного типа с обмоткой вторичные витки наматываются на бакелит, за которыми следуют первичные витки с соответствующей изоляцией между слоями.В стержневом типе одиночный стержень образует первичную обмотку и проходит через центр сердечника.

Рисунок 4. Трансформаторы тока могут быть стержневыми или намотанными.

Ключевые артикулы:

1. L. Umanand, S.R. Бхат, «Проектирование магнитных компонентов для импульсных преобразователей мощности», Wiley Eastern Limited.
2. Мариан К. Казимерчук, «Высокочастотные магнитные компоненты», John Wiley and Sons, Ltd.
3. Марсель Деккар, «Справочник по проектированию трансформаторов и индукторов», 2004 г.
4. Трансформатор тока

Изоляция трансформатора

— Технические статьи

Гальваническая развязка необходима для защиты цепей, оборудования и людей от ударов и коротких замыканий.

Рекомендуемый уровень

Начальный

Введение

Гальваническая развязка необходима для защиты цепей, оборудования и людей от ударов и коротких замыканий, а также для проведения точных измерений.Изоляция, также называемая гальванической развязкой, означает, что для протекания тока не существует прямой проводящей дорожки; нет физического соединения. Изоляция может быть достигнута с помощью электромагнитных, емкостных или оптических устройств. Несмотря на физическую и электрическую изоляцию схемы от нежелательных токов, необходимые сигналы и мощность должны передаваться по разделенным схемам. Для передачи сигналов трансформаторы используют магнитный поток, емкостные изоляторы используют дифференциальное напряжение, а оптопары используют свет для перекрытия зазора.В этой статье обсуждается использование изолирующих трансформаторов.

Почему изоляция?

Изолирующие трансформаторы используются для:
* защиты пользователей от неисправного оборудования
* обеспечения безопасных и точных измерений
* предотвращения контуров заземления
* физического отделения одной части электрической системы от другой

Давайте посмотрим на схемы, в которых требуется изоляция и как ее можно обеспечить с помощью изолирующего трансформатора:

На рис. 1. показано, как можно провести измерение на Z1 в контрольных точках TP1 и TP2, пытаясь измерить напряжение на импедансе Z1.ТР1 и ТР2 входят в цепь генератора; Заземление генератора, заземление осциллографа и заземление щупа осциллографа являются общими. Экран кабеля (земля) пробника осциллографа соединен с землей через шасси осциллографа (что можно проверить с помощью омметра). При подключении пробника осциллографа к TP1 и заземления пробника осциллографа к TP2, как показано, Z2 закорочен. цепи, когда заземление зонда обеспечивает альтернативный путь к земле. Это означает, что 1) измерение v1 неточно, и 2) если Z2 был сопротивлением ограничения тока, ток через Z1 мог подняться до опасного уровня и повредить цепь.Человек, стоящий на заземленном полу, случайно коснувшись цепи на TP2, будет иметь такой же эффект короткого замыкания (и почувствовать его).

Рис.1 Заземление в контрольной точке

Рис.2 Изолированная контрольная точка

В схеме на Рисунке 2 используется изолирующий трансформатор. Цепь с Z1 и Z2, питаемая через разделительный трансформатор, больше не имеет общего заземления с генератором и осциллографом. Теперь подключение тестового щупа к TP1 и заземления щупа к TP2 не замыкает цепь, и напряжение v1 может быть измерено точно.Изолированная цепь — это цепь под напряжением, и при использовании заземленных пробников вам все равно необходимо знать о схемах, над которыми вы работаете, и о том, что пробники не подключены таким образом, чтобы создать контур заземления в изолированной цепи.

В сантехнике вы иногда слышите, что из кранов холодной воды выходит горячая вода, хотя это и не должно быть. Где-то в соединениях водопровода была общая точка, где случился кроссовер. Такие же удивительные результаты могут произойти в электрической цепи, где случайно введено заземление.Этого не должно было случиться, но была введена точка соприкосновения с землей. Знание схемы, использование изолирующих трансформаторов там, где может быть введено заземление, соблюдение безопасных рабочих процедур — все это работает для уменьшения непредвиденных результатов.

Иногда термин «изолирующий трансформатор» применяется к трансформаторам, которые изолируют всплески переменного тока, переходные процессы и шум, но поддерживают заземление. Этот тип трансформатора не обеспечивает гальванической развязки. Вы должны убедиться, что используемый трансформатор обеспечивает электрически изолированные выходы и не обеспечивает заземление; проверьте, нет ли непрерывности между первичной и вторичной обмотками.Если трансформатор имеет межобмоточный экран, экран следует заземлить; Кроме того, обычно корпус трансформатора также подключается к заземлению.

Когда тестируемое оборудование питается от разделительного трансформатора, его земля (земля оборудования) отделена от земли; трансформатор изолирует тестируемое устройство от общего источника питания. Человек, работающий с оборудованием (стоящий на земле), не может случайно проложить путь к земле, если он войдет в контакт с цепью.Это делает установку более безопасной для пользователей и исключает возможность поражения электрическим током. Если они случайно коснутся токоведущей части цепи, токопроводящее соединение с землей отсутствует.

До того, как розетки прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI) стали «кодексом», потребительские товары включали изолирующие трансформаторы, а в отелях были розетки «только для бритвы» с изолирующим трансформатором. Гнездо только для бритвы обеспечивает защиту, если бритва упадет в воду или если кто-то коснется токопроводящей поверхности (например, мокрого крана), держа ее.Изолирующий трансформатор в розетке предотвращал прохождение тока через тело пользователя.

Изолирующий трансформатор также может использоваться для физического разделения частей электрической системы. Было бы опасно пытаться измерить линии высокого напряжения, где напряжение может быть выше 30 000 В. Вы рискуете вступить в контакт при попытке подключить измерительное устройство. Включив в конструкцию изолирующий трансформатор, можно понизить напряжение до более низкого значения в диапазоне измерителя, как показано на рисунке 3.

Рис. 3 Понижающий трансформатор, используемый для измерения высоковольтной линии

В этом случае необходим понижающий изолирующий трансформатор. Коэффициент понижения определяется по формуле:

$$ \ frac {Ep (вольт)} {Es (вольт)} = \ frac {Np} {Ns} $$

, где Ep — первичное напряжение
Es — вторичное напряжение
Np — количество витков первичной обмотки
Ns количество витков вторичной

Примечание. $$ \ frac {Np} {Ns} = a $$, коэффициент трансформации.

Если бы напряжение составляло 30 000 вольт, понижающий трансформатор с a = 300 выдал бы напряжение 100 вольт, которое можно было бы безопасно измерить.

Конструкция изолирующего трансформатора

Трансформаторы

можно описать как две катушки, окружающие сердечник из ферромагнитного материала, как показано на Рисунке 4.

Рис.4 Трансформатор

На схематическом изображении показаны первичная и вторичная катушки; источник электричества подключен к первичной обмотке, изолированный выход — от вторичной обмотки.Катушки физически отделены друг от друга и от сердечника. Майкл Фарадей впервые использовал ранний трансформатор во время своих экспериментов по исследованию электромагнетизма. Фарадей обнаружил, что провод, по которому проходит ток, индуцирует магнитное поле, окружающее провод, и что, когда два отдельных провода были намотаны на тороид из мягкого железа, ток в одном из них индуцировал магнитное поле, а изменяющийся поток, в свою очередь, индуцировал напряжение в Другой. Теперь известная как взаимная индукция, Фарадею приписывают открытие, что электродвижущая сила индуцируется в цепи изменяющимся магнитным потоком в соответствии с формулой:

$$ E = \ frac {-dΦB} {dt} $$.

Иногда это отображается с использованием абсолютного значения E: $$ | E | = \ frac {dΦB} {dt} $$. Отрицательный знак, указывающий на электродвижущую силу, противостоит току.

Поскольку Фарадей работал с постоянным напряжением, он видел эффект электромагнитной индукции только тогда, когда батарея была первоначально подключена или отключена от цепей, когда магнитный поток изменялся. Когда переменный ток подключен к первичной обмотке, переменный ток создает изменяющееся магнитное поле, магнитный поток реализуется в сердечнике, который, в свою очередь, индуцирует напряжение на вторичной обмотке без электрического пути между двумя катушками.Индуктивная связь, обеспечиваемая изменяющимся магнитным потоком между двумя катушками, обеспечивает связь через трансформатор. Магнитное поле, создаваемое трансформатором, зависит от количества витков на единицу длины обмоток, диэлектрической проницаемости магнитопровода и величины тока. Первый коммерчески жизнеспособный трансформатор был изобретен Уильямом Стэнли, работавшим на Джорджа Вестингауза в 1880-х годах.

Хотя любой трансформатор, состоящий из двух отдельных катушек и без заземляющих экранов, обеспечивает изоляцию, термин разделительный трансформатор применяется к трансформаторам, специально разработанным для обеспечения гальванической развязки; чья основная цель — изолировать источник переменного тока от цепей, устройств и оборудования.Конструкция изолирующего трансформатора учитывает все, что может соединять первичную и вторичную обмотки. Они часто имеют специальную изоляцию между первичной и вторичной обмотками и рассчитаны на то, чтобы выдерживать высокое напряжение между обмотками. Поскольку шум линии питания / переходного напряжения может передаваться через емкостные и резистивные пути катушек, изолирующие трансформаторы имеют дополнительные функции для уменьшения синфазного шума (возникающего как на горячем, так и на нейтральном проводах относительно земли), поперечных модовых шумах (возникающих между горячим и нейтральным проводами) и электромагнитных помех.Сигналы постоянного тока блокируются трансформатором, а также помехи, вызываемые контурами заземления. Для чувствительного оборудования (компьютеров или измерительных приборов) предусмотрены электростатические экраны для уменьшения емкости между обмотками.

Изолирующие трансформаторы, используемые для обеспечения безопасности, обычно имеют соотношение витков 1: 1, при этом количество витков в первичной и вторичной обмотках одинаково, но повышающие и понижающие изолирующие трансформаторы используются, когда также необходимо изменить напряжение. При выборе изолирующего трансформатора ознакомьтесь со спецификациями включенных функций, номинальными характеристиками и конструкцией.

Разделительные трансформаторы специального назначения

Изоляционные трансформаторы

были разработаны для специализированных приложений. Вот несколько примеров:
Импульсные трансформаторы: оптимизированы для передачи прямоугольных электрических импульсов и обеспечивают гальваническую развязку цифровых сигналов. Они используются в компьютерных сетях.

Трансформаторы Austin: изобретенные Артуром О. Остином, они питают лампы препятствий воздушного движения, которые вы видите на антенных конструкциях. Если не изолировать, схема освещения на антенной мачте проводила бы радиочастотную энергию на землю.Эти трансформаторы также полностью изолируют сеть переменного тока здания от опоры.

Измерительные трансформаторы: для подачи точного напряжения на счетчики и используются для надежной изоляции цепей управления от высоких напряжений / токов. Первичная обмотка трансформатора подключена к цепи высокого напряжения / тока, а измеритель подключен к вторичной цепи так же, как соединения, показанные на Рисунке 3.

Примечание. Некоторые трансформаторы изготавливаются только с одной обмоткой, которая имеет ответвления в разных местах обмотки, чтобы разделить ее на первичную и вторичную части.Эти устройства, известные как автотрансформаторы, не обеспечивают развязку, поскольку одна обмотка является общей. Изолирующие трансформаторы имеют отдельные катушки, без физического соединения между катушками или заземления.

Безопасность всегда

Изолирующие трансформаторы

делают работу с оборудованием переменного тока более безопасной и могут защитить от непреднамеренного короткого замыкания в цепи. Работая по принципу взаимной индукции, они используются для разрыва контуров заземления и удаления непредусмотренных путей тока, где случайный контакт может вызвать проблемы.При выборе изолирующего трансформатора выберите тот, который соответствует вашим требованиям.

Изолированная цепь все еще находится под напряжением! При использовании изолирующего трансформатора, будь то питание тестируемого устройства, осциллографа или другого оборудования, зная, какое заземление используется; по-прежнему требуется проверка напряжений и силы тока в вашей рабочей зоне и вашей цепи, соблюдая все меры безопасности!

Трансформаторы тока — Foster Transformer

Купить онлайн! У нас есть несколько стандартных трансформаторов тока, доступных для продажи через Интернет.

Нужно что-то немного другое или совершенно новое? Мы настраиваем! Для получения более подробной информации свяжитесь с нами.

Трансформаторы тока используются вместе с нагрузочным резистором, который устанавливается поперек вторичной обмотки. Ток, протекающий во вторичной обмотке, проходит через нагрузочный резистор, генерируя напряжение сигнала, которое можно контролировать для оценки работы системы. Нагрузочный резистор выбирается в зависимости от максимального напряжения, которое может поддерживать обмотка, и диапазона измеряемых токов.Команда инженеров Foster может работать с вами, чтобы выбрать резистор, подходящий для вашего приложения.

Стандартные трансформаторы тока с сердечником EI

Foster идеально подходят для измерения силы тока, протекающего по проводнику. В отличие от трансформатора с тороидальным сердечником, измеряемая линия или провод не должны проходить через центр сердечника. Провод можно разорвать и прикрепить к любой стороне первичной обмотки трансформатора тока. Это упрощает установку, снижает затраты и упрощает ремонт в полевых условиях, поскольку не нужно обрезать провод для снятия трансформатора или платы, к которой он подключен, от оборудования.Наша модель 16051 идет еще дальше, предоставляя стандартные 1/4 ″ быстроразъемные язычки для сильноточного соединения. Это полностью защищает вашу печатную плату от высокого тока.

Если трансформаторы тока с сердечником EI дешевле и проще в установке, почему бы не использовать их постоянно? Ответ — фазовый сдвиг. Связь между обмотками сердечника ЭУ обычно не так хороша, как у тороидального трансформатора тока. Это приводит к сдвигу фаз между контролируемым напряжением и током.Часто этот фазовый сдвиг не важен. Для приложений, где важно контролировать как величину тока, протекающего в проводнике, так и его фазовое соотношение, трансформатор с тороидальным сердечником часто является лучшим решением. Если ваше приложение требует контроля как фазы, так и величины тока, проходящего через проводник, проконсультируйтесь с Foster по поводу индивидуального решения.

Стандартные трансформаторы тока

• Номинальный ток: 0,1 A — 30,0 A.
• Рабочая частота: 50 Гц — 400 Гц.
• Передаточное число: 1: 500.
• Типичный выход: 100 мВ / ампер.
• Рекомендуемый нагрузочный резистор: 50 Ом.
• Сопротивление первичной обмотки: 0,011 Ом, тип.
• Сопротивление вторичной обмотки: 16,7 Ом, тип.
• Диэлектрик: 500 В, среднеквадратичное значение.
• UL Class 130 (B) материалы.
• Дополнительные быстроразъемные клеммы 1/4 ″ для сильноточного подключения.

Приложения
Трансформаторы тока используются в большом количестве промышленных и коммерческих приложений.= амплитуда магнитной индукции (T = Вт / м ² ) n = эмпирическая константа для магнитного материала (1 < n <3).

Поскольку магнитная цепь трансформатора состоит из металлических пластин, возникают гистерезисные потери. Чтобы ограничить эти потери, желательно, чтобы постоянная материала была как можно меньше.

В этом случае возможен сплав железа с использованием кремния (например,2 Вт / кг

Здесь:

k _w = константа материала относительно потерь на вихревые токи

δ = толщина листа в мм.

При добавлении кремния увеличивается электрическое сопротивление, в результате чего снижаются потери на вихревые токи. Согласно последней формуле, предпочтительно, чтобы пластины были как можно более тонкими. Типичная толщина пластины составляет от 0,3 до 1 мм для работы при 50 Гц. Тарелок может быть 0.2

1,11 = коэффициент формы синусоидального напряжения

a = коэффициент формы фактического напряжения.

Гистерезис и потери на вихревые токи формируют потери в стали. Иногда их называют постоянными потерями трансформатора, поскольку они зависят не от нагрузки, а только от магнитной индукции. Магнитная индукция зависит только от приложенного напряжения. Следующая таблица дает представление о потерях в стали с пластинами толщиной от 0,2 до 0,5 мм и частотой 50 Гц с индукцией 1 Тесла.

Материал	Потери в Вт / кг
Технический чугун	5… 10
Si-Fe, холоднокатаный	1… 3
Si-Fe прокатанный и ориентированный на кристаллы	0,3… 0,6
50% Ni-Fe	0,2 ​​
примерно 65% Ni-Fe	0,06

На рис. 50 Гц для тороидальных ленточных сердечников 0.3 мм (данные для холоднокатаных сердечников из 3% Si-Fe). На рис. 16-12 мы видим влияние частоты на общие потери в железе для того же материала. Такие сердечники используются для силовых трансформаторов, импульсных трансформаторов, сварочных трансформаторов, линейных трансформаторов и т. Д.

Рис. 16-11. Потери в стали как функция индукции

Рис. 16-12. Потери в стали с частотой в качестве параметра

Для ограничения потерь на вихревые токи на более высоких частотах используются ферромагнитные сердечники. Эти ферриты состоят из сплава оксида железа с современными материалами, такими как марганец, никель,… Оксиды обладают низкой электропроводностью.Ферриты могут изготавливаться без потерь в МГц-диапазоне. Максимальная самоиндукция ферритов (от 0,3 до 0,5 Тл) меньше, чем у пластин из кремнистой стали (от 1 до 1,5 Тл), поскольку большая часть объема состоит из атомов кислорода, которые явно немагнитны. На рис. 16-13 показаны потери в сердечнике для феррита (Сименс) в зависимости от индуктивности, а на рис. 16-14 показаны потери как функция частоты для одного и того же материала.

Рис. 16-13. Потери в сердечнике N27 (для кольцевых сердечников R16)

Рис.16-14. Потери N27 (для кольцевых сердечников R16)

Трансформатор тока | Купить сейчас трансформаторы тока

Если вы хотите купить трансформатор тока (CT) у надежного поставщика через Интернет, обратитесь в Manutech Europe. Мы поставляем эффективные продукты Magnelab, включающие трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, преобразователи, измерители мощности и многое другое. Мы предлагаем скидки при больших количествах заказов, и клиенты могут делать покупки онлайн, по телефону или запрашивать по электронной почте.

Как работают трансформаторы тока?

Трансформаторы тока (CT) обнаруживают электрические токи в цепях для генерации сигналов, пропорциональных этому току, и эти сигналы могут отображаться, измеряться или сохраняться для дальнейшего анализа. Они будут измерять переменный и постоянный ток — трансформаторы тока бывают двух основных типов, с разомкнутым или замкнутым контуром. Типы с разомкнутым контуром измеряют токи постоянного и переменного тока, обеспечивая гальваническую развязку между измеряемой цепью и выходом трансформатора тока.Первичный ток измеряется без электрического контакта с первичной цепью, что обеспечивает гальваническую развязку. Трансформаторы тока с разомкнутым контуром обычно предпочтительны в цепях с батарейным питанием из-за их низкой мощности и малой занимаемой площади. Трансформаторы тока с разомкнутым контуром часто дешевле трансформаторов тока с замкнутым контуром.

• Магниторезистивный трансформатор тока — Свойства некоторых материалов изменяют значение их сопротивления при прохождении тока через пластину.Когда токи текут на большее расстояние, сопротивление увеличивается и уменьшается на меньшем расстоянии.
• Трансформатор тока на эффекте Холла — Эти устройства имеют сердечник, устройство на эффекте Холла и схему формирования сигнала. Когда на устройство Холла воздействует магнитное поле сердечника, оно создает разность потенциалов, которую можно измерить и усилить. Трансформатор тока работает, когда проводник проходит через магнитопроницаемый сердечник, который концентрирует магнитное поле проводника.
• Индуктивный трансформатор тока — в этом типе используются катушки, через которые проходят токоведущие провода. Мощность включения пропорциональна току, протекающему в катушке. Затем текущий поток можно измерить или преобразовать.

Типы трансформаторов тока (ТТ)

Повышающий трансформатор — Повышающий трансформатор тока увеличивает напряжение при одновременном снижении тока, поскольку он имеет большее количество обмоток на стороне вывода энергии. Возьмем, к примеру, экран с электронно-лучевой трубкой, он требует тысячи вольт и работает от сетевой розетки на 110 В.

Понижающий трансформатор

— Понижающий трансформатор используется для изменения соотношения обмоток, и это показано, когда устройство, работающее от батареи, также можно подключить к розетке. Это означает, что радио может работать от батарей 12 В, а также от адаптеров на 11 В с понижающим трансформатором.

Изолирующий трансформатор

— изолирующие трансформаторы могут повышать и понижать напряжение, но обычно этого не происходит. Изолирующие трансформаторы тока могут использоваться для различных целей. Они разрывают цепь на первичную и вторичную — это предотвращает прохождение шума постоянного тока, а также может предотвратить накопление емкости между первичной и вторичной обмотками, что вызовет высокочастотный шум.Они предотвращают случайное заземление первичной и вторичной обмоток. Он может предотвратить удар и непреднамеренное заземление из-за высоковольтного разряда, изолировав вторичную цепь от первичного тока.

Регулируемый автотрансформатор — регулируемый автотрансформатор изменяет напряжение во вторичной цепи (выходная энергия), а количество первичных и вторичных обмоток изменяется с помощью шкалы. Близость первичной и вторичной обмоток используется при низком напряжении, так как это предотвратит образование дуги, как у трансформатора тока.

Согласование сигналов — Трансформаторы сигнального тока используются для передачи частот от одной цепи к другой. Поскольку трансформаторы для согласования электрических сигналов используют низкий уровень мощности, это означает, что потеря мощности является проблемой. Сигнальные трансформаторы выбираются или настраиваются на основе импеданса других компонентов в двух цепях для достижения максимального согласования импеданса,

Трансформаторы тока изменяют напряжение переменного тока путем соединения двух цепей на магнитном сердечнике.То, как изменяется напряжение между схемой ввода энергии и схемой вывода энергии, является соотношение обмоток, которые две схемы образуют вокруг сердечника. Использование трансформаторов тока можно разделить на две большие категории: согласование сигналов и источники питания.

---

ТТ с разомкнутым и замкнутым контуром

Трансформаторы с разомкнутым контуром

— Без разомкнутого контура Трансформаторы тока имеют датчик Холла, установленный в воздушном зазоре магнитопровода, а проводники создают магнитное поле, сравнимое с током.Магнитное поле измеряется трансформатором тока датчика Холла и концентрируется сердечником. Сигнал от генератора Холла усиливается, поскольку он низкий, этот усиленный сигнал становится текущим выходом CT. Обычно трансформатор тока без обратной связи имеет схему, обеспечивающую температурную компенсацию и откалиброванное выходное напряжение высокого уровня. Хотя эти трансформаторы тока дешевле, чем их аналоги, они могут быть подвержены насыщению и температурному дрейфу. Однако путем введения положительного коэффициента в управляющий ток для уменьшения дрейфа чувствительности по температуре дрейф можно свести к минимуму.

Трансформаторы с замкнутым контуром — A Трансформаторы тока с замкнутым контуром обеспечивают гальваническую развязку, измеряют токи переменного и постоянного тока и идеально подходят для быстрого отклика, низкого температурного дрейфа и высокой линейности. Токовый выход с замкнутым контуром совершенно невосприимчив к электрическим помехам, и поскольку трансформатор на эффекте Холла возвращает противодействующий ток во вторичную обмотку, ТТ с замкнутым контуром иногда называют датчиком «нулевого потока». Вторичная обмотка трансформатора тока намотана на магнитопровод, чтобы обнулить поток, создаваемый в магнитном сердечнике первичным током.Когда важна высокая точность, трансформаторы тока с обратной связью являются хорошим выбором ТТ.

---

Первичная обмотка

Поскольку первичная обмотка включена последовательно с токоведущим проводником, питающим нагрузку, трансформатор тока также известен как «последовательный трансформатор». Однако вторичная обмотка может быть намотана на многослойный сердечник из магнитного материала с низкими потерями и иметь больше витков катушки. Так что плотность создаваемого магнитного потока мала при использовании провода с меньшей площадью поперечного сечения, сердечник имеет большую площадь поперечного сечения.Это зависит от того, насколько ток должен быть понижен, поскольку он пытается выдать постоянный ток, который не зависит от подключенной нагрузки трансформатора тока.

В отличие от трансформатора напряжения, первичный ток трансформатора тока управляется внешней нагрузкой и не зависит от тока вторичной нагрузки. Номинальный вторичный ток обычно составляет 1 ампер или 5 ампер для больших номинальных значений первичного тока. Точные и небольшие приборы можно использовать с изоляцией трансформаторов тока от любых высоковольтных линий электропередачи, поскольку трансформаторы тока могут снижать или «понижать» уровни тока с тысяч ампер до стандартного выходного сигнала с коэффициентом 5 или 1 ампер. для нормальной работы.

Трансформатор тока отличается от трансформатора напряжения и мощности, поскольку его первичная обмотка имеет только один или несколько витков. Эта первичная обмотка может быть:

• Катушка из сверхпрочного провода, намотанная вокруг сердечника
• Проводник или шина, пропущенная через центральное отверстие или
• Один плоский виток, или как показано.

Вторичная обмотка

Обычно вторичная обмотка трансформатора тока подключается к своей нагрузке, которая постоянно замкнута.Ток протекает через первичную и вторичную обмотки, и амперы витков каждой обмотки противоположны и равны. Вторичные витки трансформатора тока всегда на 1% и 2% меньше витков первичной обмотки, и разница используется в намагничивающем сердечнике. Это означает, что если вторичная обмотка разомкнута и ток течет через первичные обмотки, из-за вторичного тока не будет размагничивающего потока. Значение нагрузки, подключенной к вторичному трансформатору, определяет нагрузку трансформатора тока, и это отображается как выходная мощность в вольт-амперах (ВА).Нагрузка на паспортной табличке трансформатора тока определяет значение номинальной нагрузки и является произведением напряжения и тока на вторичной обмотке, когда трансформатор тока питает прибор.

Мы знаем, что вторичная обмотка трансформатора тока подключается к амперметру, который имеет небольшое сопротивление, а падение напряжения на вторичной обмотке составляет 1,0 вольт. Удаление амперметра в основном приводит к размыканию цепи вторичной обмотки, в результате чего трансформатор действует как повышающий трансформатор тока.Это происходит из-за очень большого увеличения намагничивающего потока вторичного сердечника, поскольку на вторичное индуцированное напряжение влияет реактивное сопротивление рассеяния. Этого можно избежать, если во вторичной обмотке есть противодействующий ток.

Результатом является очень высокое напряжение, индуцированное во вторичной обмотке с показанием отношения: Vp (Ns / Np), которое возникает во вторичной обмотке ТТ. Это связано с тем, что соотношение вольт на виток практически постоянно как в первичной, так и во вторичной обмотке. Вот почему, когда через него протекает основной первичный ток, трансформатор тока не следует оставлять разомкнутым или работать без нагрузки.Подобно тому, как трансформатор напряжения не должен срабатывать на короткое замыкание. Чтобы снизить риск поражения электрическим током, необходимо снять амперметр (или нагрузку) и предварительно замкнуть клеммы вторичной обмотки.

Slide One

Martin Dwyer

Разработчик приложений

Slide Two

Рэйчел Райт

Арт-директор и фотограф

Slide Three

Эндрю Батлер

9000

Вторичная обмотка разомкнута, в то время как железный сердечник трансформатора работает с высокой степенью насыщения и, когда ничто не может остановить, вызывает высокое напряжение.Он создает большое вторичное напряжение, и это высокое вторичное напряжение может вызвать поражение электрическим током, если прикоснуться к клеммам ТТ, и трансформатор тока может быть поврежден.

A Высокое напряжение CT

Трансформаторы тока применяются на высоковольтных электрических подстанциях и электрических сетях для защиты, контроля и измерения. Трансформаторы тока обычно представляют собой отдельно стоящие трансформаторы тока и трансформаторы тока наружной установки, но могут быть установлены внутри вводов аппаратуры или распределительного устройства. Значительная часть корпуса трансформаторов тока трансформатора тока находится под напряжением сети в распределительном устройстве, и они должны быть установлены на изоляторах.Трансформаторы тока Dead Tank работают за счет изоляции измеряемой цепи от корпуса. Трансформатор тока в резервуаре под напряжением полезен, поскольку первичный проводник имеет короткое замыкание, что обеспечивает лучшую стабильность и повышает номинальный ток короткого замыкания. Первичная обмотка может быть равномерно распределена вокруг магнитного сердечника, что также дает лучшие характеристики при перегрузках и переходных процессах. Если основная изоляция трансформаторов тока бака под напряжением не подвергается воздействию тепла первичных проводников, то срок службы изоляции и термическая стабильность выше.

Трансформатор тока высокого напряжения может иметь несколько сердечников, каждый из которых имеет вторичную обмотку, и по разным причинам (будь то цепи измерения, защиты или управления). Трансформаторы тока нейтрали используются для защиты от замыканий на землю, измеряя нейтральную точку трансформатора тока.

Раздельное ядро ​​CT

ACT-0140 Трансформатор тока — это трансформатор тока с разъемным сердечником для измерения тока, входные параметры которого варьируются от 1500 до 2400 ампер. Соответствующий выход — 5А.Трансформатор изготовлен из высококачественных и прочных материалов и идеально устанавливается на электрический провод, поскольку он защелкивается вокруг проводника, по которому проходит измеряемый ток.

Трансформатор тока Вход до 2400 А
Выход 5 А при номинальном токе
Зарегистрировано UL, соответствует требованиям CE и RoHS

A Трансформатор тока с разъемным сердечником разработан для установки на существующие предприятия, где снятие кабельных наконечников препятствует установке стандартных трансформаторов тока.Наши точные трансформаторы с разъемным сердечником соответствуют высочайшим отраслевым стандартам. Трансформаторы тока с разъемным сердечником имеют либо сердечник, состоящий из двух частей, либо сердечник со съемной частью. Это позволяет размещать трансформатор вокруг проводника без предварительного его отключения. Трансформаторы тока с разъемным сердечником обычно используются в слаботочных измерительных приборах, часто портативных, с батарейным питанием и переносных. Мы предлагаем широкий ассортимент датчиков тока с разъемным сердечником Magnelab. Купите сейчас качественный трансформатор по отличной цене и с быстрой доставкой!

Служба поддержки клиентов

Наша команда имеет многолетний опыт работы с нашей продукцией и будет рада дать совет по трансформаторам тока и их использованию, поэтому звоните или пишите по электронной почте в любое время, чтобы поговорить с нашими специалистами.

Точные трансформаторы тока

Имеющиеся в наличии трансформаторы тока созданы для обеспечения точности и эффективного считывания тока. Вы можете быть уверены, что наша продукция будет доступной и оптимальной для решения любой актуальной задачи датчика.

Быстрые чтения

Трансформаторы тока

от Manutech не тратят время зря, поскольку они созданы для работы и считывания тока в быстрых временных масштабах, давая вам показания трансформатора тока, которые вам нужны, когда они вам нужны.

Телефон: 01691 770 484 — Электронная почта: sales @ manutecheurope.com

Изолирующий трансформатор

| Electrical4U

Трансформаторы — это электромагнитные устройства, которые преобразуют электрическую энергию переменного тока (AC) из первичной во вторичную сторону. Энергия преобразуется с одинаковой частотой и примерно одинаковой мощностью посредством магнитного поля сердечника трансформатора. Таким образом, они обеспечивают гальваническую развязку в электрической системе. Изолирующие трансформаторы , , работают так же, как и другие типы трансформаторов.Но главная задача — обеспечить гальваническую развязку в электросети. Они могут работать как повышающие трансформаторы или понижающие трансформаторы, но часто работают с передаточным числом. Это означает, что значения первичного и вторичного напряжения равны. Это достигается при одинаковом количестве витков на первичной и вторичной обмотках.

Изолирующие трансформаторы используются во многих электрических устройствах, таких как компьютеры, измерительные устройства или специальные промышленные силовые электронные устройства.

Очень важно использовать разделительные трансформаторы, когда осциллограф измеряет сигналы в электрической цепи, которая гальванически не изолирована от сети. Потому что токовая цепь может быть замкнута (короткозамкнута) между общей точкой осциллографа и заземлением. Основное назначение изолирующего трансформатора — это безопасность и защита электронных компонентов и людей от поражения электрическим током. Он физически отделяет источник питания от первичной стороны и цепи вторичной стороны, подключенной к электронным компонентам и заземленным металлическим частям, которые контактируют с человеком.Обычно вторичная обмотка трансформатора изолирована от заземления.

Это означает, что вторичная обмотка изолирующего трансформатора не должна быть заземлена. Это создаст физическое соединение между первичной и вторичной сторонами трансформатора. Автотрансформатор с общей обмоткой не может использоваться в качестве изолирующего трансформатора , поскольку он имеет соединение между первичной и вторичной сторонами. Изолирующий трансформатор обеспечивает доступное питание даже в случае поломки устройства. Первичная сторона остается под напряжением, которое может использоваться для питания некоторых цепей сигналов тревоги или предупреждающих сигналов, когда устройство выходит из строя.
Трансформаторы подавляют электрические помехи от источника питания или электромагнитной индукции. Это очень важно в случае чувствительных устройств, таких как измерительные или медицинские устройства. Этот трансформатор имеет электростатические экраны, которые дополнительно повышают уровень подавления электрических шумов. Правильная конструкция изолирующего трансформатора позволяет избежать контуров заземления. Контуры заземления создают дополнительный путь тока, по которому может течь ток, создаваемый электромагнитной индукцией. Это основная причина шума и помех в сигнале.

При проектировании изолирующего трансформатора очень важно обращать внимание на значения емкости обмоток, которые создают емкостную связь. Это позволяет сигналу переменного тока проходить от первичной к вторичной стороне, что значительно увеличивает уровень шума. Для этого обмотки окружены заземленной металлической полосой (создающей экран Фарадея).
Изолирующие трансформаторы используются в качестве измерительных трансформаторов, когда необходимо измерять высокое напряжение.Высокое напряжение опасно для человека, пытающегося измерить высокое напряжение, но оно также может повредить измерительные цепи.