Трансформаторы тока

Из школьного курса физики многим известно, что трансформатор – это такое статичное устройство, преобразующее ток с одним напряжением в ток с другим напряжением при сохранении частоты и обеспечении малых потерь на преобразование. Сегодня существует много разновидностей трансформаторов, в этой статье мы рассмотрим лишь одну из них, а именно трансформаторы тока.

Основное (но не единственное) предназначение трансформаторов тока – измерять большие токи в силовых линиях. При этом преимущество трансформатора тока в подобном использовании состоит в том, что они обеспечивают безопасность измерений, так как измерительные цепи получаются надежно изолированными. Как это работает?

Опять-таки из курса физики известно, что трансформатор имеет несколько обмоток (в нашем случае – две изолированные обмотки), намотанных на сердечник и обхватываемых одним общим магнитным потоком. Одна обмотка трансформатора подключается к измеряемой цепи, другая к измерительному прибору. Измеряемый ток в первой обмотке получается пропорциональным току во второй. За счет изоляции обмоток достигается безопасность измерений. Особенно актуально применение изоляции при использовании трансформаторов для измерения токов с большим напряжением (сотни киловольт). Там без нее не обойтись.

Мы описали простейший трансформатор тока. Сегодня производители стремятся улучшать свои изделия и придумывают более «навороченные» трансформаторы тока. Главная их цель увеличить безопасность и точность измерений с помощью данных трансформаторов. Как правило, современные трансформаторы тока производятся с двумя группами обмоток – одна группа предназначена для подключения элементов защиты, вторая для подключения измерительных приборов. Такие трансформаторы, например, используются в электрических счетчиках.

При этом вторичные обмотки подобного трансформатора тока необходимо замкнуть и заземлить. Иначе в трансформаторе может случиться пробой или перегрев сердечника, что приведет к выходу его из строя. Почему это произойдет? Если разомкнуть вторичную обмотку трансформатора, то в сердечнике резко возрастет магнитный поток, поскольку он будет создаваться только МДС первичной обмотки. В результате сердечник трансформатора нагреется до высокой температуры, а в разомкнутой обмотке возникнет очень высокое напряжение, которое может достигать в отдельных случаях десятки киловольт. Безусловно, выдержать элементы трансформатора все это не смогут, и произойдет поломка.

Вторичные обмотки трансформаторов тока бывают нескольких видов: Д – для дифференциальной защиты, З – для земляной защиты, Р – для релейной защиты.

Основные классификации трансформаторов тока.

Трансформаторы тока разделяются по:

• Предназначению (бывают лабораторные, защитные, промежуточные, измерительные трансформаторы);
• Способу монтажа (переносные, встроенные в различных аппараты, накладные, надеваемые, внутренние, наружные и т.д.);
• Количеству ступеней (бывают каскадные и одноступенчатые трансформаторы); 
• Количеству витков ПО (многовитковые, одновитковые);
• Способу изолирования обмоток (компаундом, сухой, бумажно-масляной изоляцией);
• Рабочему напряжению (бывает трансформаторы, которые работают в сетях высокого напряжения, бывают, которые работают в сетях низкого).