電流トランス

Feb 12, 2019

ご伝言

電流トランス

一般に、変流器および電流計は、変流器の設計が、電流計のフルスケール偏向に対応する最大二次電流を供給するようなものである整合対として一緒に使用される。ほとんどの変流器では、一次巻線と二次巻線の2つの電流の間におおよその逆巻数比が存在します。これが、CTの校正が一般的に特定のタイプの電流計に対するものである理由です。

ほとんどの変流器は５Ａの標準二次定格を有し、一次および二次電流は１００／５のような比として表される。これは、一次電流が二次電流の20倍であることを意味しているので、100アンペアが一次導体に流れると、5アンペアが二次巻線に流れることになります。たとえば500/5の変流器では、一次導体で500アンペア、二倍で100アンペアの5アンペアが生成されます。

二次巻線の数Ｎｓを増やすことによって、二次電流は測定される一次回路の電流よりもはるかに小さくすることができる。なぜなら、Ｎｓが増加するにつれて、Ｉｓは比例した量だけ下がるからである。つまり、一次巻線と二次巻線の巻数と電流は反比例の関係にあります。

他の変圧器と同様に、変流器もアンプ巻数の式を満たす必要があります。この巻数比は次のようになります。

電流比は巻数比を設定し、一次巻線は通常1または2巻で構成されるので、二次巻線は数百の巻数を持つことができますが、一次巻線と二次巻線の比はかなり大きくなります。たとえば、一次巻線の電流定格が100Aであるとします。二次巻線の標準定格は5Aです。その場合、1次側と2次側の電流の比は100A対5A、つまり20：1です。言い換えれば、一次電流は二次電流よりも２０倍大きい。

ただし、100/5と定格されている変流器は、20/1と定格されている変流器や100/5の小区分と同じではありません。これは、100/5の比が「入力/出力電流定格」を表し、2次側電流に対する1次側電流の実際の比ではないためです。また、一次巻線と二次巻線の巻数と電流は反比例の関係にあります。

しかし、変流器の巻数比の比較的大きな変化は、ＣＴの窓を通して一次巻線を修正することによって達成することができ、１つの一次巻線は１パスに等しく、窓を２回以上通すと電気比が修正される。

したがって、たとえば300 / 5Aの関係を持つ変流器は、図のように主一次導体をその内部窓に2、3回通すことによって、150 / 5A、さらには100 / 5Aに変換することができます。これにより、より小さな一次電流ラインで使用した場合、より高い値の変流器が電流計に最大出力電流を供給することができます。

変流器の一次巻線比

電流トランス例1

一次巻線が1ターン、二次巻線が160ターンの棒状変流器は、内部抵抗が0.2Ωの標準範囲の電流計で使用します。一次電流が800Aの場合、電流計はフルスケールの振れを与えるために必要です。電流計両端の最大2次電流と2次電圧を計算します。

二次電流：

電流計両端の電圧：

電流トランスの2次側は非常に小さい抵抗を持つ電流計の両端に接続されているので、2次巻線の両端の電圧降下は最大1次電流でわずか1.0Vです。

しかしながら、電流計が取り外された場合、二次巻線は事実上開回路になり、従って変圧器は昇圧変圧器として作用する。これを防止するための二次巻線には対向する電流がないので、二次漏れリアクタンスが二次誘導電圧に影響を与えるので、これは二次コア内の磁化磁束の非常に大きな増加に一部起因する。

その結果、二次巻線の両端に発生するVp（Ns / Np）の比に等しい非常に高い電圧が二次巻線に誘起されます。したがって、たとえば、上の例の変流器が480ボルトからアースへの三相電力線で使用されているとします。したがって：

この高い電圧は、一次巻線と二次巻線で巻数比がほぼ一定であり、Vs = Ns * VpであるためNsとVpの値が高いため、Vsが非常に高いためです。

このため、変圧器が決して短絡状態になることがないように、主一次電流が流れているときは、変流器を開放状態にしたり無負荷の状態で動作させたりしないでください。電流計（または負荷）を取り外す場合は、感電の危険性を排除するために、最初に2次側端子間に短絡回路を配置する必要があります。

この高電圧は、2次側が開放されているとトランスの鉄心が高い飽和度で動作し、それを止めることができずに異常に大きい2次側電圧を発生するためです。 76.8kVで！ CTの端子に誤って触れると、この高い2次電圧によって絶縁体が損傷したり、感電する可能性があります。

ハンドヘルド変流器

現在入手可能な多くの特殊な変流器があります。回路の負荷を測定するために使用できる一般的で携帯可能なタイプは、図に示すように「クランプメータ」と呼ばれます。

クランプメータは、導電性導体の周囲で開閉し、その周囲の磁界を測定することによってその電流を測定します。通常、回路を切断したり開いたりすることなく、デジタルディスプレイですばやく測定値を読み取ります。

ハンドヘルドクランプタイプCTと同様に、一端を取り外し可能なスプリットコア変流器があり、負荷導体やバスバーを取り外す必要がありません。これらは、1インチから12インチ（25から300mm）以上の正方形の窓サイズで、100から5000アンペアまでの電流を測定するために利用可能です。

要約すると、変流器（CT）は磁気媒体を通して一次電流を二次電流に変換するために使用される計器用変圧器です。その二次巻線は、過電流、低電流、ピーク電流、または平均電流状態を検出するために使用することができる非常に少ない電流を供給します。

変流器の一次コイルは常に主導体と直列に接続され、直列トランスとも呼ばれる。公称2次電流は、測定を容易にするために1Aまたは5Aに定格されています。構造は、トロイダル、ドーナツ、またはバータイプのように1つの単一の一次巻線、または通常は低電流比の場合は数回巻かれた一次巻線にすることができます。

変流器は比例電流装置として使用することを意図しています。したがって、変流器の二次巻線は、変圧器が決して短絡回路になることがないように、決して開回路になることはありません。

非常に高い電圧は、励磁されている変流器の二次回路を開回路にすることから生じるので、電流計を取り外す場合、またはシステムを起動する前にCTが使用されていない場合は、それらの端子を短絡する必要があります。

変圧器に関する次のチュートリアルでは、3つの個々の変圧器をスター型またはデルタ型に接続して3相電源を供給する3相変圧器と呼ばれるより大きな電力変圧器を製造するときに何が起こるかを見ていきます。

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