ترانسفورماتور جریان (CT) یک ترانسفورماتور ابزار تخصصی است که برای اندازه گیری ایمن و دقیق جریان متناوب (AC) طراحی شده است. جریانهای اولیه بالا را به جریانهای ثانویه پایین استاندارد شده، معمولاً 5A یا 1A کاهش میدهد و به ابزارهای اندازهگیری، رلههای محافظ و سیستمهای نظارت اجازه میدهد بدون قرار گرفتن در معرض مستقیم مدارهای جریان بالا کار کنند. درک ساخت ترانسفورماتور جریان برای انتخاب دستگاه مناسب و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد در سیستم های قدرت الکتریکی ضروری است.
ساخت و ساز اساسی یک ترانسفورماتور جریان از یک هسته مغناطیسی، یک سیم پیچ اولیه، یک سیم پیچ ثانویه، مواد عایق و یک محفظه یا محفظه خارجی تشکیل شده است. این قطعات با هم کار می کنند تا اندازه گیری دقیق جریان را ارائه دهند و در عین حال ایزوله الکتریکی بین مدار اولیه ولتاژ بالا و مدار ثانویه ولتاژ پایین را حفظ کنند.
هسته مغناطیسی یکی از مهمترین بخش های ترانسفورماتور جریان است. معمولاً از لایههای فولادی سیلیکونی با نفوذپذیری بالا یا مواد نانو کریستالی ساخته میشود که تلفات مغناطیسی را به حداقل میرساند و دقت را بهبود میبخشد. هسته یک مسیر مغناطیسی بسته را تشکیل می دهد که اجازه می دهد شار مغناطیسی تولید شده توسط جریان اولیه به طور موثر به سیم پیچ ثانویه منتقل شود. مواد هسته با کیفیت بالا به کاهش تلفات هیسترزیس و جریان گردابی کمک می کند و از تبدیل دقیق جریان در محدوده عملیاتی گسترده اطمینان حاصل می کند.
سیم پیچ اولیه حامل جریانی است که باید اندازه گیری شود. در بسیاری از ترانسفورماتورهای جریان، به ویژه طرح های میله ای و پنجره ای، سیم پیچ اولیه ممکن است از یک هادی منفرد تشکیل شده باشد که از مرکز ترانسفورماتور عبور می کند. در ترانسفورماتورهای جریان از نوع زخمی، سیم پیچ اولیه حاوی چندین دور سیم مسی عایق شده است که به دور هسته پیچیده شده است. تعداد دورهای اولیه به نسبت جریان مورد نظر و الزامات کاربردی بستگی دارد.
سیم پیچ ثانویه با استفاده از سیم مسی عایق شده به دور هسته مغناطیسی پیچیده می شود. این پیچ به طور قابل توجهی بیشتر از سیم پیچ اولیه است. نسبت بین پیچ های اولیه و ثانویه نسبت تبدیل جریان را تعیین می کند. به عنوان مثال، یک CT با نسبت 1000:5 جریان اولیه 1000A را به جریان ثانویه 5A تبدیل می کند. سیم پیچ ثانویه به ابزارهای اندازه گیری، کنتورهای انرژی، تجهیزات نظارتی یا رله های حفاظتی متصل می شود.
عایق نقش مهمی در ساخت ترانسفورماتور جریان دارد. از مواد عایق مختلف مانند رزین اپوکسی، لاک، فیلم پلی استر و کاغذ عایق برای جداسازی سیم پیچ ها و محافظت در برابر خرابی الکتریکی استفاده می شود. برای کاربردهای ولتاژ متوسط و بالا، لایههای عایق اضافی برای مقاومت در برابر سطوح ولتاژ بالا و استرس محیطی تعبیه شدهاند.
محفظه یا محفظه محافظت مکانیکی و مقاومت محیطی را فراهم می کند. ترانسفورماتورهای جریان داخلی اغلب در محفظه های پلاستیکی قالب گیری شده یا رزین اپوکسی محصور می شوند، در حالی که مدل های بیرونی از مواد مقاوم در برابر آب و هوا استفاده می کنند که برای مقاومت در برابر رطوبت، گرد و غبار، اشعه ماوراء بنفش و نوسانات دما طراحی شده اند. برخی از ترانسفورماتورهای جریان در فضای باز دارای محفظه های ضد آب و مقاوم در برابر خوردگی برای عملکرد طولانی مدت در محیط های سخت هستند.
سازه های CT مختلف برای برآوردن نیازهای نصب خاص در دسترس هستند. ترانسفورماتورهای جریان نوع پنجره دارای دهانه ای هستند که هادی از آن عبور می کند و نصب را ساده می کند. ترانسفورماتورهای جریان تقسیم هسته دارای یک هسته لولایی هستند که می تواند بدون قطع مدار باز شود و اطراف یک هادی موجود بسته شود. ترانسفورماتورهای جریان میله ای دارای یک هادی اولیه داخلی هستند، در حالی که ترانسفورماتورهای نوع زخمی دقت بالایی را برای کاربردهای جریان کم ارائه می دهند.
ترانسفورماتورهای جریان مدرن ممکن است دارای ویژگی های اضافی مانند پوشش های ترمینال، براکت های نصب، سپرهای محافظ و مدارهای تهویه یکپارچه خروجی باشند. این پیشرفت ها ایمنی را بهبود می بخشد، نصب را ساده می کند و سازگاری با سیستم های نظارت دیجیتال را افزایش می دهد.
در نتیجه، ساخت ترانسفورماتور جریان ترکیبی از هسته مغناطیسی، سیمپیچهای اولیه و ثانویه، سیستمهای عایق و محفظه محافظ برای ارائه اندازهگیری دقیق و مجزای جریان است. طراحی مناسب و انتخاب مواد، دقت بالا، قابلیت اطمینان و عمر طولانی را تضمین می کند و ترانسفورماتورهای جریان را به اجزای ضروری در تولید، انتقال، توزیع، اتوماسیون صنعتی و سیستم های مدیریت انرژی تبدیل می کند.
