Трансформаторы тока

Измерительные трансформаторы тока служат для включения амперметров, а также токовых катушек других приборов. Первичная обмотка трансформатора включается последовательно с приемником энергии (нагрузкой) (рис. 1.12), и ток в ней равен току нагрузки. Вторичная обмотка замкнута на амперметр имеющий малое сопротивление. Следовательно, трансформатор тока практически работает в режиме короткого замыкания, и с большой степенью точности отношение вторичного тока к первичному равно коэффициенту трансформации

(1.37)

Это условие выполняется тем точнее, чем меньше магнитная индукция в магнитопроводе. Для получения малой погрешности трансформаторы тока рассчитываются так, чтобы их магнитопроводы были не насыщены. Номинальный ток амперметров, применяемых для включения с трансформаторами тока, обычно имеет стандартное значение 5А. Применяются также трансформатора тока, рассчитанные на применение с амперметрами на номинальные токи 2А и 1А. (Сопротивление нагрузки вторичной обмотки трансформатора тока при частоте 50Гц должно составлять: при I_2НОМ – 5А в пределах от 0,1 до 0,6 Ом, при I_2НОМ – 2А в пределах от 0,6 до 4 Ом, а при I_2НОМ – 1А в пределах от 2,5 до 15 Ом). Показания амперметра должны умножаться на коэффициент трансформации, или шкала амперметра должна градуироваться с учетом коэффициента трансформации.

Рисунок 1.12- Схема включения Рисунок 1.9- Измерительные клещи

трансформатора тока

Ток в первичной обмотке трансформатора тока равен току нагрузки и, в отличие от всех рассмотренных ранее трансформаторов, не зависит от сопротивления вторичной цепи. Поэтому при увеличении сопротивления цепи вторичной обмотки возрастает результирующий магнитный поток в магнитопроводе трансформатора. (Так как при этом уменьшается ток I₂, а значит и Ф₂ при неизменном Ф₁ (см. 1.13)). При разрыве вторичной цепи I₂ =0 и магнитный поток в магнитопроводе возрастает во много раз, что сопровождается увеличением магнитных потерь, значительным перегревом магнитопровода и возрастанием напряжения на зажимах вторичной обмотки. Это напряжение может достигать значений опасных для обслуживающего персонала. Поэтому режим холостого хода для трансформатора тока является недопустимым. Вторичная обмотка работающего трансформатора тока должна быть замкнута на амперметр, или на соответствующее сопротивление, или накоротко.

Первичная обмотка трансформатора тока обычно имеет от 1 до 5 витков. Часто первичная обмотка представляет собой провод, по которому протекает измеряемый ток, продетый сквозь окно магнитопровода трансформатора. Разновидностью одновиткового трансформатора тока являются измерительные клещи (рис. 1.13), выполненные в виде разъемного магнитопровода со вторичной обмоткой, замкнутой на амперметр.