Apa Perbedaan antara Kumparan Transformator Arus (CT) dan Kumparan Rogowski?

Current Transformers (CTs) dan Rogowski Coils adalah dua jenis perangkat penginderaan arus penting yang banyak digunakan dalam sistem pengukuran, perlindungan, dan pemantauan listrik. Keduanya memiliki tujuan yang sama—mengukur arus bolak-balik (AC)—tetapi prinsip kerja, konstruksi, dan penerapannya sangat berbeda. Memahami perbedaan di antara keduanya membantu para insinyur memilih solusi yang tepat dalam hal akurasi, biaya, dan fleksibilitas pemasangan.

1. Prinsip Kerja
A Current Transformer (CT) bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Terdiri dari belitan primer, inti magnet, dan belitan sekunder. Gulungan primer membawa arus yang akan diukur, dan medan magnet yang dihasilkan menginduksi arus proporsional pada belitan sekunder. CT mengubah arus primer yang besar menjadi arus sekunder standar yang lebih kecil (biasanya 1A atau 5A) yang dapat digunakan dengan aman oleh instrumen pengukuran atau relai proteksi.

A Rogowski Coil , di sisi lain, beroperasi berdasarkan prinsip induktansi timbal balik tanpa menggunakan inti besi. Ini pada dasarnya adalah kumparan berinti udara yang dililitkan di sekitar bahan non-magnetik yang fleksibel. Ketika ditempatkan di sekitar konduktor beraliran AC, perubahan medan magnet menginduksi tegangan pada kumparan sebanding dengan laju perubahan arus (di/dt). Rangkaian integrator elektronik kemudian mengubah sinyal tegangan ini menjadi sinyal yang sebanding dengan arus sebenarnya.

2. Konstruksi dan Desain
CT adalah perangkat kaku dengan inti magnet tertutup, biasanya terbuat dari bahan besi atau ferit yang dilaminasi. Desainnya bisa bermacam-macam—tipe batang, toroidal, atau inti terpisah—tergantung pada kebutuhan pemasangan. CT dirancang untuk pengukuran dengan akurasi tinggi dan seringkali memiliki dimensi tetap.

Rogowski Coils, sebaliknya, ringan, fleksibel, dan tanpa biji. Desainnya yang dapat dibuka dan seperti tali memungkinkannya dengan mudah dililitkan pada konduktor yang besar atau bentuknya tidak beraturan, menjadikannya ideal untuk instalasi retrofit. Karena tidak menggunakan bahan feromagnetik, maka bebas dari efek saturasi dan histeresis yang dapat mendistorsi pengukuran pada CT tradisional.

3. Rentang Pengukuran dan Linearitas
CT memiliki rentang pengukuran yang terbatas karena saturasi inti magnetik. Ketika arus melebihi kapasitas pengenal, akurasi turun secara signifikan. Oleh karena itu, CT harus dipilih secara hati-hati sesuai dengan rating sistem saat ini.

Rogowski Coils menawarkan rentang dinamis yang sangat luas dan linearitas yang sangat baik karena tidak memiliki inti magnet. Mereka dapat secara akurat mengukur arus yang sangat tinggi dan sangat rendah tanpa distorsi. Hal ini membuatnya cocok untuk aplikasi yang melibatkan arus yang berubah dengan cepat atau berdenyut, seperti elektronika daya, penggerak kecepatan variabel, atau analisis transien.

4. Akurasi dan Respon Frekuensi
CT umumnya memberikan akurasi tinggi dalam rentang frekuensi dan arus terukurnya, menjadikannya ideal untuk pengukuran dan perlindungan dalam sistem tenaga listrik. Namun respon frekuensinya terbatas, biasanya dari 50Hz hingga beberapa kHz.

Rogowski Coils memberikan respons frekuensi yang sangat luas, dari beberapa Hz hingga beberapa MHz, memungkinkannya menangkap sinyal transien, harmonik, dan frekuensi tinggi. Akurasinya bergantung pada stabilitas dan presisi rangkaian integrator.

5. Keselamatan dan Pemasangan
Karena CT memiliki sirkuit sekunder yang dapat menghasilkan tegangan berbahaya jika sirkuit terbuka di bawah beban, maka CT harus ditangani dengan hati-hati. Penggunaan yang tidak tepat dapat menyebabkan kerusakan peralatan atau sengatan listrik. Pemasangan biasanya memerlukan pemutusan konduktor utama kecuali jika digunakan tipe inti terpisah.

Kumparan Rogowski pada dasarnya lebih aman, karena tidak mengganggu dan tidak memiliki sambungan listrik langsung dengan konduktor. Desainnya yang fleksibel memungkinkan pemasangan yang cepat dan aman tanpa mengganggu aliran listrik.

6. Aplikasi
CT terutama digunakan dalam distribusi daya, pengukuran energi, dan relai proteksi di gardu induk, switchgear, dan transformator. Mereka lebih disukai ketika diperlukan presisi pada frekuensi standar.

Kumparan Rogowski biasanya digunakan dalam sistem pengukuran portabel, penganalisis kualitas daya, pemantauan harmonik, dan deteksi arus transien. Bandwidth yang lebar dan kemudahan pemasangan menjadikannya ideal untuk diagnostik industri dan pengukuran sementara.

7. Ringkasan
Singkatnya, CT kuat dan presisi untuk pengukuran kondisi tunak dalam sistem tenaga tradisional, sedangkan Rogowski Coils fleksibel, ringan, dan unggul untuk aplikasi frekuensi tinggi, jangkauan luas, atau non-intrusif. Pilihan di antara keduanya bergantung pada persyaratan pengukuran spesifik, batasan pemasangan, dan respons frekuensi yang diinginkan.

Kedua teknologi tersebut saling melengkapi dalam sistem kelistrikan modern, di mana CT memastikan pengukuran dan perlindungan yang andal, dan Rogowski Coils memberikan kemampuan diagnostik dan pemantauan tingkat lanjut.