Трансформатор тока: виды, какой выбрать Статья

Трансформатор тока - устройство, которое используют для преобразования тока от большей величины к меньшей. Это необходимо для более удобного его измерения, поэтом правильнее говорить «измерительный трансформатор тока», хотя это устройство зачастую называют без первого слова. Эти устройства достаточно просты и используют довольно широко. В этой статье мы расскажем, какие бывают трансформаторы тока, чем они отличаются друг от друга, как классифицируются и как выбрать подходящий.

Как устроен и работает трансформатор тока

Задача трансформатора тока - уменьшить ток до низко значения. Они изготавливаются в виде сердечника, на который наматывают вторичную изолированную обмотку (может быть как одна, так и несколько). Первичную обмотку делают в виде шины или в виде катушки, но тут стоит заметить, что если речь идёт про большие номинальные токи, то её может и не быть. В таких случаях она делается непосредственно при монтаже: пропускают провод через специальное отверстие в корпусе. Могут быть и другие конструктивные отличия, об этом мы поговорим ниже.

Принцип действия устройства базируется на трансформации переменного тока: ток во вторичной катушке обратно пропорционален количество витков, с помощью которых и определяют коэффициент трансформации. Этот коэффициент является главной характеристикой трансформаторов тока, при этом тут выделяют реальный и номинальный коэффициенты, первый может отличаться от второго, так как имеет место определенная погрешность при преобразовании. Трансформатор тока может понизить ток с тысяч ампер до куда более низких значений, конкретный коэффициент зависит от устройства.

Какие бывают трансформаторы тока

В первую очередь их разделяют по назначению, выше мы писали, что из называют ещё и измерительными, такие используются с измерительными приборами, на которые нет возможности подать прямой ток, без его трансформации. Но есть и другие подвиды, которые имеют свои конструктивные особенности и предназначены для других задача. Промежуточные используются для релейной защиты. Лабораторные отличаются повышенной точностью, как понятно из названия, используются в лабораториях и в других сферах, где нужна высокая точность. Защитные или импульсные используются в устройствах дифференциальной защиты, УЗО и т.д.

Также и разделяют на следующие типы: обмоточный, стержневой и тороидальный, о каждом стоит рассказать подробнее.

• В обмоточном трансформаторе тока первичная обмотка физически соединяется с проводником. Это классическая конструкция, где параметр вторичного тока зависит от параметров вторичных обмоток, о чем мы рассказывали выше.

• В стержневом первично обмотки нет, вместо неё может использоваться проводник или шина, о них мы также упоминали выше. Обычно такие устройства крепятся болтами или винтами к устройству.

• В тороидальном трансформаторе тока также нет первичной обмотки, зато есть окно, через которое проходит главная линия. У некоторых моделей может быть разделенный сердечник.

Разделяют их по типу монтажа, хотя это зачастую связано с назначением, ведь в каждой сфере удобен тот или иной тип. Встроенные - непосредственно установлены в устройства. Трансформаторы тока для наружной установки используются в распределительных устройствах открытого типа. Также есть переносные модели, которые применяют для контрольных изменений и в других подобных целях (сюда можно отнести и лабораторные).

А на какие характеристики нужно смотреть при выборе трансформатора тока? В первую очередь смотрят на расчетный коэффициент трансформации, он должен быть указан на самом устройства. Наиболее широко используются х/5 А, то есть те, которые понижают ток до 5 ампер. Связанно это с тем, что именно при таком токе измерительные приборы отличаются высокой точность. Но есть и другие варианты, например, трансформации до 1 А. Такие характеризуются тем, что у них потери значительно ниже, но с измерительными приборами они используются реже, так как снижается точность измерений. Смотреть стоит и на номинальный ток, здесь указывают первичный вторичный, соответственно, здесь необходимо знать значение для первичной цепи, к которой будет подключен трансформатор тока. Кстати, есть трансформаторы тока с одним или несколькими коэффициентами трансформации. У вторых это регулируется изменение числа витков или количества вторичны обмоток.

Следующий параметр - расчётная мощность, которая указывается в ВА. Тут нужно учитывать потребление мощности измерительными приборами, длину кабеля (поправка на потери) и другие факторы. В целом, мощность любого потребителя не должна сильно отличатся от расчетной мощности трансформатора тока. Например, если у потребителя мощность будет ниже, это повысит нагрузку. А если наоборот, то это негативно повлияет на точность измерений.

Класс точности указывает на погрешность (выделяют угловую и кривую). Соответственно, чем выше класс точности, тем ниже будет погрешность. В каждой сфере использования трансформатора тока есть свои требования к классу точности, они изложены в ГОСТ 7746-2001, который мы в рамках этой статьи приводить не будем. Вообще, класс точности - это довольно длинный разговор, тут лишь отметим, что вы сами должны понимать, где будет использоваться трансформатор тока и какой класс точности требуется именно в вашем случае.

Разделяют их и по типу изоляции. Твердая - это обычно фарфор или литая, также бывает вязкая, где используются различные смолы. Встречается комбинированный вариант, тут есть разные варианты, но чаще используется бумажно-маслянная. Есть и газовая изоляция, обычно в качестве изолятора выступает воздух, но моет быть и определенный газ, правда это актуально для ограниченных сфер.

По своей сути трансформатор тока это достаточно простое устройств, у которого не так много характеристик. Вам лишь нужно знать, какие требования к нему предъявляются (это зависит от того, где и для чего он будет использоваться), после чего можно будет без проблем выбрать подходящий вариант. Сегодня их выпускают в большом ассортименте, поэтому подобрать подходящий довольно просто. Исключением могут стать разве что какие-то совсем специфические сферы использования трансформатора тока, но это уже индивидуальные случаи, которые в нашей статье мы рассматривать не будем.