Podstawy działania przekładników prądowych w instalacjach elektrycznych
Przekładniki prądowe (nN) stanowią kluczowy element nowoczesnych systemów pomiarowych. Te urządzenia umożliwiają bezpieczny pomiar dużych prądów poprzez ich transformację do wartości standardowych. Współczynnik transformacji określa stosunek prądu pierwotnego do wtórnego, najczęściej wynoszący 5 A na stronie wtórnej.
Dokładność przekładników klasyfikuje się według norm międzynarodowych na klasy 0,2, 0,5, 1 oraz 3. Każda z nich określa maksymalny błąd pomiarowy w procentach przy znamionowym obciążeniu. Wybór odpowiedniej klasy zależy od wymagań konkretnej aplikacji oraz przepisów branżowych obowiązujących w danym obszarze zastosowania.
Konstrukcja przekładników prądowych opiera się na zasadzie transformatora, gdzie uzwojenie pierwotne stanowi przewód z mierzonym prądem. Uzwojenie wtórne połączone jest z układem pomiarowym lub zabezpieczającym. Rdzeń ferromagnetyczny koncentruje strumień magnetyczny, zapewniając efektywną transformację sygnału w szerokim zakresie częstotliwości roboczej.
Przekładniki prądowe (onninen.pl/produkty/Energetyka-i-systemy-odgromowe/Pomiar-energii/Przekladniki-pradowe/Przekladniki-pradowe-nN) dzielą się na różne typy konstrukcyjne. Przekładniki okienkowe charakteryzują się prostą budową bez pierwotnego uzwojenia. Przekładniki prętowe posiadają sztywny przewodnik pierwotny przechodzący przez otwór rdzenia. Przekładniki szpulowe wyposażone są w uzwojenie pierwotne nawinięte na rdzeń.
Parametry elektryczne przekładników obejmują prąd znamionowy pierwotny, wtórny oraz moc znamionową. Prąd znamionowy pierwotny może wynosić od kilku amperów do kilku tysięcy amperów. Standardowy prąd wtórny wynosi 5 A lub 1 A w zależności od zastosowania. Moc znamionowa określa maksymalne obciążenie jakie może przenieść uzwojenie wtórne bez przekroczenia błędów pomiarowych.
Rodzaje i zastosowania przekładników w pomiarach energii
Przekładniki pomiarowe przeznaczone są do współpracy z licznikami energii oraz przyrządami pomiarowymi. Ich konstrukcja zapewnia wysoką dokładność w zakresie od 10% do 120% prądu znamionowego. Klasa dokładności 0,2 lub 0,5 gwarantuje precyzyjne pomiary niezbędne do rozliczeń finansowych z dostawcami energii elektrycznej.
Przekładniki zabezpieczeniowe współpracują z układami automatyki oraz zabezpieczeń elektrycznych. Te urządzenia muszą zachować dokładność przy przepływie prądów wielokrotnie przekraczających wartości znamionowe. Współczynnik bezpieczeństwa przyrządów FS wynosi zwykle od 5 do 10, określając maksymalną wielokrotność prądu pierwotnego.
Systemy pomiarowe wykorzystują przekładniki do monitorowania parametrów sieci elektrycznej w czasie rzeczywistym. Pomiar energii (onninen.pl/produkty/Energetyka-i-systemy-odgromowe/Pomiar-energii) wymaga zastosowania precyzyjnych przekładników współpracujących z nowoczesnymi licznikami elektronicznymi. Interfejsy komunikacyjne umożliwiają zdalne odczytywanie wskazań oraz diagnostykę stanu urządzeń.
Przekładniki wielofunkcyjne łączą w sobie funkcje pomiarowe oraz zabezpieczeniowe, wykorzystując oddzielne rdzenie magnetyczne. Jeden rdzeń zapewnia wysoką dokładność pomiarów przy małych prądach. Drugi rdzeń odpowiada za transmisję sygnałów podczas stanów awaryjnych z dużymi prądami przeciążeniowymi lub zwarciowymi charakterystycznymi dla zakłóceń sieciowych.
Rozdzielnice średniego napięcia wymagają stosowania przekładników odpowiednich do poziomu izolacji 15 kV, 20 kV lub 30 kV. Obudowy żywiczne lub porcelanowe zapewniają odpowiednią wytrzymałość dielektryczną. Systemy chłodzenia powietrznego lub olejowego utrzymują odpowiednią temperaturę pracy rdzeni magnetycznych w trudnych warunkach eksploatacyjnych obowiązujących w energetyce zawodowej.
Kryteria wyboru i montażu przekładników prądowych
Dobór przekładnika rozpoczyna się od określenia parametrów pierwotnych instalacji elektrycznej. Prąd znamionowy pierwotny powinien być dostosowany do rzeczywistego obciążenia obwodu. Zaleca się wybór wartości o 25-50% większej od oczekiwanego prądu roboczego, zapewniając odpowiedni margines bezpieczeństwa podczas pracy urządzenia.
Obciążenie wtórne przekładnika składa się z impedancji przyrządów pomiarowych oraz rezystancji przewodów łączących. Suma tych składowych nie może przekroczyć mocy znamionowej określonej przez producenta. Przekroczenie dopuszczalnego obciążenia prowadzi do wzrostu błędów pomiarowych oraz przegrzewania uzwojenia wtórnego, co może skutkować uszkodzeniem całego systemu.
Energetyka i systemy odgromowe (onninen.pl/produkty/Energetyka-i-systemy-odgromowe) wymagają szczególnej uwagi przy doborze parametrów izolacyjnych. Napięcie znamionowe izolacji musi odpowiadać poziomowi napięcia w sieci. Sprawdzone napięcie udarowe określa odporność na przepięcia atmosferyczne charakterystyczne dla instalacji zewnętrznych narażonych na wyładowania atmosferyczne.
Montaż przekładników wymaga przestrzegania określonych zasad bezpieczeństwa oraz dokładności połączeń. Uzwojenie wtórne nie może być pozostawione rozwarte podczas przepływu prądu pierwotnego. Zwarcie wtórne przed rozłączeniem obwodu pomiarowego zapobiega powstawaniu niebezpiecznych przepięć mogących uszkodzić izolację lub zagrozić obsłudze technicznej.
Oznakowanie zacisków przekładnika zgodne z normami międzynarodowymi zapewnia prawidłowe podłączenie do układu pomiarowego. Zaciski pierwotne oznacza się literami P1 i P2, wtórne S1 i S2. Zachowanie właściwej polaryzacji wpływa na dokładność pomiarów mocy oraz energii w układach trójfazowych z różnymi rodzajami obciążeń charakterystycznymi dla przemysłowych odbiorców energii.
