Az áramváltó (CT) olyan transzformátor, amely egy másik áramkör áramát méri. Ezt a mérést a saját áramkörében egy ampermérővel (az ábrán A-val) kapcsolják. A nagyfeszültségű áram közvetlen méréséhez mérőműszerek beillesztésére lenne szükség mért áramkör - felesleges nehézség, amely lehúzza a kívánt áramot mért. Ezenkívül a mérőberendezésben a nagy áramból keletkező hő hamis eredményeket adhat. Az áram közvetett mérése CT-vel sokkal praktikusabb.
Feszültség és áram transzformátor kapcsolatok
Az áramváltó (CT) funkcióját jobban meg lehet érteni, ha összehasonlítjuk a közismertebb feszültségváltóval (VT). Emlékezzünk arra, hogy egy feszültségváltóban egy áramkör váltakozó áramával váltakozó mágneses mező állítja fel az áramkör tekercsét. A tekercset egy vasmag köré tekertük, amely a mágneses teret majdnem csökkentve terjeszti egy másik tekercsre egy másik áramkörben, áramforrás nélkül.
Ezzel szemben a CT különbsége az, hogy az áramellátással rendelkező áramkörnek tulajdonképpen egy hurkja van. Az áramellátó áramkör csak egyszer megy át a vasmagon. A CT tehát fokozatos transzformátor.
CT és VT képletek
Emlékezzünk arra is, hogy a VT tekercseinek jelenlegi és fordulati száma a következőképpen kapcsolható össze:
i_1N_1 = i_2N_2
Ennek az az oka, hogy egy tekercs (mágnesszelep) esetében:
B = \ mu Ni
ahol mu itt a mágneses permeabilitási állandót jelenti. Kevés B intenzitása veszik el egyik tekercsből a másikba, jó vasmaggal, így a két tekercs B egyenletei gyakorlatilag egyenlőek, így az első kapcsolat adódik.
Azonban N1 = 1 az elsődleges számára az áramváltó esetében. Az egyetlen tápvezeték gyakorlatilag megegyezik-e egy hurokkal? Az utolsó egyenlet i-re csökken?1 = i2 N2? Nem, mert mágnesszelepeken alapult. N számára1 = 1, a következő képlet a megfelelőbb:
B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}
ahol r a vezeték középpontjának távolsága a B mérési vagy érzékelési ponthoz (transzformátor esetén a vasmag). Így:
\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2
én1 ezért csupán arányos az i ampermérővel mért értékkel2, az áram mérését egyszerű átalakítássá redukálva.
Általános transzformátor-alkalmazások
A CT egyik központi feladata az áram meghatározása az áramkörben. Ez különösen hasznos a nagyfeszültségű vezetékek monitorozásához az elektromos hálózatban. A CT-k további elterjedése a háztartási elektromos mérőkben történik. A CT egy mérővel van összekapcsolva, hogy megmérje, milyen elektromos felhasználást kell felszámítania az ügyfél számára.
Az elektromos műszer biztonsága
A CT-k másik funkciója az érzékeny mérőeszközök védelme. Az N2 (szekunder) tekercsek számának növelésével a CT áramát sokkal kisebbre lehet tenni, mint a mérendő primer áramkör áramát. Más szavakkal, mivel N2 felmegy, i2 lemegy.
Ez azért fontos, mert a nagy áram hőt termel, amely károsíthatja az érzékeny mérőberendezéseket, például az ampermérő ellenállását. Az i2 csökkentése védi az ampermérőt. Ez megakadályozza azt is, hogy a hő eldobja a mérés pontosságát.
Védő teljesítményrelék
A CT-k, amelyeket általában egy CT-szekrénynek nevezett speciális házba telepítenek, védik az elektromos hálózat fő vezetékeit is. A túláram relé egyfajta védőrelé (kapcsoló), amely kikapcsolja a megszakítót, ha a nagyfeszültségű áram meghaladja az előre beállított értéket. A túláram relék CT-t használnak az áram mérésére, mivel a nagyfeszültségű vezeték áramát nem lehet közvetlenül megmérni.
