Көбінесе CT ретінде қысқартылған ток трансформаторы айнымалы токты қауіпсіз және дәл өлшеуге арналған электрлік аспап трансформаторы болып табылады. Ол өткізгіш арқылы өтетін үлкен бастапқы токты есептегіштермен, қорғаныс релелерімен және басқару жабдығымен оңай бақылауға болатын кішірек, пропорционалды қайталама токқа түрлендіру арқылы жұмыс істейді. Ток трансформаторлары энергетикалық жүйелерде, өнеркәсіптік автоматтандыруда, энергияны басқару жүйелерінде және электрлік сынақтарда кеңінен қолданылады.
Ток трансформаторының жұмыс принципі Майкл Фарадей ашқан электромагниттік индукцияға негізделген. Айнымалы ток өткізгіш арқылы өткенде, ол өткізгіштің айналасында өзгермелі магнит өрісін тудырады. Ток трансформаторы осы магнит өрісін екінші реттік орамында сәйкес ток индукциялау үшін пайдаланады.
Әдеттегі ток трансформаторы үш негізгі бөліктен тұрады: магниттік ядро, бастапқы орам және қайталама орам. Магниттік өзек әдетте ламинатталған кремний болаттан немесе магнит ағынын тиімді басқаратын басқа жоғары өткізгіштігі бар материалдардан жасалған. Бастапқы орам өлшенетін ток өткізетін өткізгішпен тізбектей жалғанады. Көптеген конструкцияларда бастапқы орама трансформатордың өзегі арқылы өтетін өткізгіштің өзі болып табылады, әсіресе сақиналы түрдегі немесе бөлінетін ток трансформаторларында. Екінші орам магниттік өзекке оралып, өлшеу немесе қорғау құрылғыларына қосылады.
Айнымалы ток бастапқы өткізгіш арқылы өткенде, ол өзекте магнит ағынын тудырады. Ток ауыспалы болғандықтан, магнит ағыны үздіксіз өзгеріп отырады. Фарадейдің электромагниттік индукция заңына сәйкес, өзгермелі магнит ағыны екінші реттік орамда электр қозғаушы күшін тудырады. Бұл индукцияланған кернеу токты екінші тізбек арқылы жүргізеді.
Екінші реттік токтың шамасы бастапқы және қайталама орамдар арасындағы айналымдардың қатынасына байланысты. Мысалы, 1000-ден 1-ге дейінгі айналымдар қатынасы бар КТ-да 1000 ампер бастапқы ток 1 ампер қайталама ток шығарады. Бұл пропорционалды қатынас аспаптарға жоғары вольтты немесе ауыр ток жүктемелеріне ұшырамай, жанама түрде өте үлкен токтарды өлшеуге мүмкіндік береді.
Ток трансформаторының қайталама тізбегі әдетте амперметрлер немесе қорғаныс релелері сияқты төмен кедергісі бар құрылғыларға қосылады. КТ екінші жағынан қысқа тұйықталу жағдайына жақын жұмыс істейді. Бұл жағдайда қайталама ток ядродағы тепе-теңдікті сақтай отырып, бастапқы магнит өрісіне қарсы тұратын өзінің магнит өрісін жасайды. Бұл қайталама токтың бастапқы токты дәл көрсетуін қамтамасыз етеді.
Қауіпсіздік ток трансформаторының жұмысының маңызды аспектісі болып табылады. Бастапқы орамға қуат берілген кезде, қайталама орамды ешқашан ашық тізбекте қалдыруға болмайды. Ашық қайталама қарсы екіншілік токтың болмауына байланысты терминалдарда қауіпті жоғары кернеулердің пайда болуына әкелуі мүмкін. Бұл оқшаулауды зақымдауы және жабдық пен қызметкерлерге үлкен қауіп төндіруі мүмкін.
Ток трансформаторлары сонымен қатар жоғары қуатты тізбектер мен өлшеу құралдары арасындағы электрлік оқшаулауды қамтамасыз етеді. Бұл оқшаулау жүйе қауіпсіздігін жақсартады және стандартты төмен вольтты құралдарды жоғары вольтты орталарда пайдалануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, КТ үлкен токтарды тікелей өңдеуге қабілетті ауыр есептегіштердің қажеттілігін жою арқылы өлшеу жүйесінің шығындарын азайтуға көмектеседі.
Қазіргі ток трансформаторлары жоғары дәлдікпен, термиялық тұрақтылықпен және механикалық төзімділікпен жасалған. Кейбір жетілдірілген түрлерге оңай орнату үшін бөлінген ядролы КТ, икемді өлшеуге арналған Роговски катушкасының КТ және ақауларды анықтау және реле жұмысына арналған қорғаныс класы КТ кіреді.
Қорытындылай келе, ток трансформаторы үлкен бастапқы токты кішірек, пропорционалды қайталама токқа түрлендіру үшін электромагниттік индукцияны қолдану арқылы токты өлшейді. Оның дәл арақатынасы, электрлік оқшаулау және қауіпсіздік артықшылықтары оны заманауи электрлік өлшеу және қорғау жүйелерінде маңызды құрылғыға айналдырады.
