Care este diferența dintre transformatorul de curent (CT) și bobinele Rogowski?

Transformatoarele de curent (CT) și bobinele Rogowski sunt două tipuri esențiale de dispozitive de detectare a curentului utilizate pe scară largă în sistemele electrice de măsurare, protecție și monitorizare. Ambele servesc aceluiași scop - măsurarea curentului alternativ (AC) - dar principiile lor de lucru, construcția și aplicațiile sunt destul de diferite. Înțelegerea distincțiilor dintre ele îi ajută pe ingineri să aleagă soluția potrivită pentru precizie, cost și flexibilitate de instalare.

1. Principiul de lucru
A Transformatorul de curent (CT) funcționează pe principiul inducției electromagnetice. Este format dintr-o înfășurare primară, un miez magnetic și o înfășurare secundară. Înfășurarea primară transportă curentul de măsurat, iar câmpul magnetic generat induce un curent proporțional în înfășurarea secundară. CT convertește curenții primari mari într-un curent secundar mai mic, standardizat (de obicei 1A sau 5A), care poate fi utilizat în siguranță de instrumentele de măsură sau releele de protecție.

O Rogowski Coil , pe de altă parte, funcționează pe principiul inductanței reciproce fără a utiliza un miez de fier. Este în esență o bobină cu miez de aer înfășurată în jurul unui material flexibil, nemagnetic. Când este plasat în jurul unui conductor care transportă AC, câmpul magnetic în schimbare induce o tensiune în bobină proporțională cu rata de schimbare a curentului (di/dt). Un circuit integrator electronic convertește apoi acest semnal de tensiune într-un semnal proporțional cu curentul real.

2. CT-urile de construcție și proiectare
sunt dispozitive rigide cu un miez magnetic închis, realizate de obicei din fier laminat sau materiale ferite. Acestea pot avea diferite modele - tip bară, toroidală sau split-core - în funcție de nevoile de instalare. CT-urile sunt proiectate pentru măsurători de înaltă precizie și au adesea dimensiuni fixe.

Bobinele Rogowski, prin contrast, sunt ușoare, flexibile și fără miez. Designul lor deschis, asemănător unei frânghii, le permite să fie înfășurate cu ușurință în jurul conductoarelor mari sau de formă neregulată, făcându-le ideale pentru instalațiile de modernizare. Deoarece nu folosesc materiale feromagnetice, nu au efecte de saturație și histerezis care pot distorsiona măsurătorile în CT-urile tradiționale.

3. Domeniul de măsurare și liniaritatea
CT-urile au un domeniu de măsurare limitat datorită saturației miezului magnetic. Când curentul depășește capacitatea nominală, precizia scade semnificativ. Prin urmare, CT-urile trebuie selectate cu atenție în funcție de puterea nominală a sistemului.

Bobinele Rogowski oferă o gamă dinamică foarte largă și o liniaritate excelentă deoarece le lipsește un miez magnetic. Ele pot măsura cu precizie atât curenți foarte mari, cât și foarte mici, fără distorsiuni. Acest lucru le face potrivite pentru aplicații care implică schimbare rapidă sau curenți pulsați, cum ar fi electronica de putere, variatoarele de viteză sau analiza tranzitorie.

4. Precizie și răspuns în frecvență
CT-urile oferă în general o precizie ridicată în intervalul lor de frecvență nominală și curent, făcându-le ideale pentru măsurare și protecție în sistemele de alimentare. Cu toate acestea, răspunsul lor în frecvență este limitat, de obicei de la 50 Hz la câțiva kHz.

Bobinele Rogowski oferă un răspuns de frecvență extrem de larg, de la câțiva Hz până la câțiva MHz, permițându-le să capteze semnale tranzitorii, armonice și de înaltă frecvență. Precizia lor depinde de stabilitatea și precizia circuitului integrator.

5. Siguranță și instalare
Deoarece TC-urile au un circuit secundar care poate genera tensiuni periculoase dacă sunt în circuit deschis sub sarcină, acestea trebuie manipulate cu grijă. Utilizarea necorespunzătoare poate duce la deteriorarea echipamentului sau la electrocutare. Instalarea necesită de obicei deconectarea conductorului primar, cu excepția cazului în care se utilizează un tip cu miez divizat.

Bobinele Rogowski sunt în mod inerent mai sigure, deoarece nu sunt intruzive și nu au conexiune electrică directă cu conductorul. Designul lor flexibil permite o instalare rapidă și sigură, fără întreruperea alimentării.

6. Aplicații
CT-urile sunt utilizate în principal în distribuția energiei, contorizarea energiei și relee de protecție în stații, aparate de comutare și transformatoare. Sunt preferate atunci când este necesară precizie la frecvențele standard.

Bobinele Rogowski sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de măsurare portabile, analizoare de calitate a puterii, monitorizare armonică și detectarea curentului tranzitoriu. Lățimea lor de bandă largă și ușurința de instalare le fac ideale pentru diagnosticare industrială și măsurători temporare.

7. Rezumat
În rezumat, CT-urile sunt robuste și precise pentru măsurători la starea staționară în sistemele de alimentare tradiționale, în timp ce bobinele Rogowski sunt flexibile, ușoare și superioare pentru aplicații de înaltă frecvență, gamă largă sau non-intruzive. Alegerea dintre cele două depinde de cerințele specifice de măsurare, de constrângerile de instalare și de răspunsul în frecvență dorit.

Ambele tehnologii se completează reciproc în sistemele electrice moderne, unde CT asigură o măsurare și protecție fiabilă, iar bobinele Rogowski oferă capabilități avansate de diagnosticare și monitorizare.