שנאי זרם הוא מכשיר מדידה שהפיתול הראשי שלו (הצד הגבוה) מחובר למקור AC. זרם חשמלי, והפיתול המשני שלו (הצד הנמוך) מחובר למכשירי מדידה או התקני הגנה בעלי התנגדות נמוכה.

ליתר דיוק, הפיתול הראשוני של כל שנאי זרם מחובר רק בסדרה למעגל החשמלי שדרכו זורם העומס החשמלי. מכשירי הגנה, מכשירי מדידה והתקני מדידת חשמל מחוברים לפיתול המשני או למספר פיתולים משניים.

עקרון הפעולה של שנאי זרם

פעולתו של שנאי זרם קונבנציונלי מבוססת על התופעה הפיזית של אינדוקציה אלקטרומגנטית. משמעות הדבר היא שכאשר מתח מופעל על הפיתול הראשוני, זרם חילופין יעבור בסיבוביו, ויוצר לאחר מכן מראה של שטף מגנטי לסירוגין. השטף המגנטי המתקבל עובר דרך הליבה וחודר לסיבובים של כל פיתולי השנאי, ובכך מעורר בהם כוחות אלקטרו-מוטיביים (emf). אם הפיתול המשני קצר או כאשר עומס מחובר למעגל שלו, בהשפעת ה-emf. זרם משני יתחיל לזרום בסיבובי הפיתול.

מטרת השנאים

המטרה הכללית של שנאי זרם היא להפוך (להפחית) כמויות גדולות ACלערכים כאלה שיהיו נוחים ובטוחים למדידה.

שנאים זרם מאפשרים לך למדוד בבטחה עומסים חשמליים גדולים על רשתות AC. זה מתאפשר על ידי בידוד הפיתול הראשוני והפיתול המשני אחד מהשני.

במהלך הייצור, שנאי זרם כפופים לדרישות מחמירות לאיכות הבידוד ולדיוק המדידות של עומסי חשמל.

שנאי זרם הוא מכשיר המבוסס על ליבה למינציה מפלדת שנאי מיוחדת. הסיבובים של אחד, שניים או אפילו כמה פיתולים משניים, מבודדים חשמלית אחד מהשני, כמו גם מהליבה, מלופפים על הליבה (מעגל מגנטי).

לגבי הפיתול הראשוני, זה יכול להיות סליל שמפותל גם על הליבה של שנאי המכשיר. עם זאת, לרוב הפיתול העיקרי הוא אלומיניום או אוטובוס נחושת(צַלַחַת). לא פחות לעתים קרובות, לשנאי זרם אין סלילה ראשונית כלל. במקרה זה, הפונקציה של הפיתול הראשוני מבוצעת על ידי מוליך כוח העובר דרך הטבעת של השנאי הנוכחי. זו עשויה להיות ליבה נפרדת של כבל חשמלי.

כל המבנה של השנאי הנוכחי ממוקם בתוך בית כדי להגן עליו מפני נזק מכני.

המאפיין הטכני העיקרי של כל שנאי זרם הוא יחס הטרנספורמציה הנומינלי. ערכו מצוין על לוחית (תווית) מיוחדת בצורת היחס בין הערך הנקוב של הזרם הראשוני לערך המדורג של הזרם המשני.

לדוגמה, הערך המצוין של 400/5 אומר שעם עומס ראשוני של 400A, זרם של 5A צריך לזרום במעגל המשני ולכן, יחס הטרנספורמציה יהיה שווה ל-80. אם הערך 50/1 מצוין על לוחית השם, אז יחס הטרנספורמציה יהיה שווה ל-50.

כמעט לכל שנאי זרם יש שגיאה מסוימת. בהתאם לערכו, לכל שנאי זרם מוקצה דרגת דיוק משלו.

סיווג שנאי

ישנם מספר קריטריונים שלפיהם מחולקים שנאי זרם.

על פי מטרתם, הם מודדים, מגינים, כמו גם ביניים ומעבדה.

• מכשירי מדידה מבצעים את פונקציית המדידה. אליהם מחוברים מכשירים כמו מד זרם או מכשירי מדידה (מוני חשמל).
• שנאי זרם מגן מבצעים את פונקציית ההגנה החשמלית בשילוב עם התקני הגנה, ולכן מחוברים אליהם מכשירים כגון ממסרי זרם או התקני הגנה דיגיטליים מודרניים במתח גבוה.
• שנאי זרם ביניים משמשים במעגלי זרם הגנת ממסר.
• למכשירי מעבדה יש ​​רמה גבוהה מאוד של דיוק מדידה. ייתכן שיש להם גם מספר יחסי טרנספורמציה שונים.

על פי סוג ההתקנה, שנאים זרם מחולקים ל חִיצוֹנִיו פְּנִימִי, כמו גם בנוי בתוך ציוד חשמלי (בתוך מתגי מתח גבוה, שנאי אספקה ​​פנימיים וכו'). בנוסף, שנאים זרם הם תקורה וניידים. שנאים ניידים משמשים למדידות עומס נוכחיבתנאי מעבדה.

על פי העיצוב של הפיתול הראשוני, יש סיבוב יחיד, רב סיבוביםו צְמִיגשנאים זרם. לפי מספר שלבי הטרנספורמציה - חד ודו שלבי.

על בסיס מתח, שנאי זרם מחולקים לשתי קבוצות - מכשירים עם מתחים של עד 1000V והתקנים עם מתחים מעל 1000V.

בנוסף לשנאי זרם מדידה קונבנציונליים, ישנם גם שנאי זרם מיוחדים, כגון שנאי זרם ברצף אפס.

שנאי זרם (CT) הוא מכשיר אלקטרומגנטי סטטי, שבו הפיתול הראשוני מחובר למקור מתח, והפיתול השני מחובר למכשירי מדידה או הגנה בעלי התנגדות נמוכה. ממירים נמצאים בשימוש נרחב למדידת ערכי זרם וביחידות הגנת ממסר של מערכות אנרגיה. הם מבטיחים בטיחות מלאה של מדידות בקווי מתח גבוה.

כאשר שנאי זרם פועל, הפיתול המשני נמצא תמיד בעומס, שהתנגדותו מווסתת על ידי הדרישות לדיוק יחס הטרנספורמציה. מותרת סטייה קלה של ההתנגדות מזו המצוינת בדרכון המכשיר.

אם העומס גדל, המתח בפיתול השני יגדל בחדות, מה שעלול להוביל להתמוטטות בידוד ולכשל של המכשיר. מצב זה מהווה איום בטיחותי לעובדים המשרתים מכשיר חשמלי. מכשיר השנאי הנוכחי כולל:

• בָּסִיס;
• מעגל מגנטי (ליבה);
• סלילה ראשונית;
• סלילה משנית;
• בלוק מסוף לחיבור הכבל ממקור החשמל;
• מגע קרקע.

הפיתול הראשוני עשוי בצורה של סליל המותקן על ליבה מגנטית, או כמו פס. על פי התכנון, לחלק מהמכשירים אין סליל ראשי מובנה, אך הוא מתווסף על ידי אנשי תחזוקה על ידי חיבור חוט נפרד דרך חלון מיוחד.

גוף המכשיר משמש כבידוד ומגן על הפיתולים מפני נזקים חיצוניים. בדגמי המכשירים העדכניים ביותר, הליבות עשויות מסגסוגות ננו-גבישיות, אשר מגדילות משמעותית את דרגת הדיוק של המכשיר.

בגלל הפסדים גדולים בליבה, המכשיר מתחיל להתחמם מאוד, מה שמוביל לבלאי או כשל בבידוד שלו. גם הפיתול השני במצב פתוח יוצר תופעה שלילית, שכן החוט המגנטי מתחמם ונשרף.

המאפיין העיקרי של המכשיר הוא יחס הטרנספורמציה, המציין את היחס בין הזרם המדורג בפיתול הראשוני לאותו ערך במשני. הערך האמיתי של מקדם זה שונה מעט מהערך הנומינלי, המוסבר על ידי מידת השגיאה של המכשיר.

זה נובע מהעובדה שבמבנים מגנטיים יש הפסדים הקשורים למגנטיזציה וחימום של המעגל המגנטי. כדי להחליק מעט את השגיאות הללו, יצרנים משתמשים בתיקון פניות.

מטרת המכשיר

על פי ייעודם, שנאי זרם שייכים למכשירי עזר מיוחדים המשמשים בשילוב עם ציוד מדידה ומנגנוני הגנה שונים ברשתות זרם חילופין.

עקרון הפעולה של שנאי זרם הוא הטרנספורמציה של כל כמויות הרוכשות ערכים ניתנים להבנה כדי להשיג מידע ולספק כוח לממסרי הגנה. הודות לבידוד המכשירים, עובדי ארגון השירות מוגנים באופן אמין מפני התחשמלות. כל סוגי השנאים יכול לשרת שתי פונקציות:

1. מדידת זרם במעגל- בעזרתם מועברים נתונים למכשירי מדידה המחוברים לליפוף המשני. במקרה זה, השנאי יכול להמיר את הזרם הגבוה לפרמטרים מקובלים יותר.
2. פעולות זהירות- מכשירים מעבירים בעיקר נתונים להתקני הגנה והתקני בקרה. בעזרת שנאים, מחוונים חשמליים מומרים לציוד ממסר כוח.

על פי מטרתם ועקרון פעולתם, שנאי זרם מקלים על חיבור מכשירי מדידה לקווי מתח גבוה כאשר לא ניתן לחבר אותם ישירות. הם נחוצים לשידור קריאות שנלקחולציוד המדידה, המחובר לפיתול המשני.

בנוסף, ממירים עוקבים אחר מצב הזרם החשמלי במעגל אליו הם מחוברים. כאשר הוא מחובר להגנת חשמל אוטומטית, המכשיר עוקב אחר רשתות, נוכחות ומצב הארקה. אם הזרם מגיע לערך המרבי, ההגנה מופעלת אוטומטית ופעולת כל הציוד מופסקת.

עקרון הפעולה

שנאי הזרם פועל על בסיס חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית. ממקור מתח חיצוני, מתח מסופק למסופים של המכשיר, המחוברים ישירות לפיתול הראשוני, בעל מספר מסוים של סיבובים. כתוצאה מכך, נוצר שטף מגנטי סביב הסליל, שנלכד על ידי הליבה.

הודות לכך, אובדן הקריאות במהלך תהליך ההמרה יהיה לא משמעותי. כאשר הזרם חוצה את הפיתול המשנית, השטף המגנטי מפעיל כוח אלקטרו-מוטורי, שבהשפעתו הוא מתגבר על התנגדות הסליל והעומס במוצא.

במקביל לתהליך זה, המתח מהפיתול המשני יורד. אם מתרחש קצר חשמלי בפיתול המשני או מחובר אליו עומס, אז בהשפעת כוח אלקטרו-מוטורי ניתן לקבוע את הזרם המשני.

סיווג מכשירים

כל סוגי היחידות מסווגים בהתאם לעיצוב ואיזה אינדיקטורים טכניים יש להם. בנוסף לשנאי מדידה ומיגון, ישנם סוגי ביניים של ממירים אלו. במקרה זה, המכשיר מחובר למעגל הגנת הממסר לצורך מדידה.

נבדלים סוגי ממירים מעבדתיים, בעלי דיוק מדידה מוגבר ומגוון יחסי טרנספורמציה. שנאים זרם מחולקים ל:

בהתאם לאופן עיצוב הממיר, יכול להיות לו שלב אחד או שניים. מתח ההפעלה של המכשירים הוא בטווח של עד 1,000 V ומעלה. לכל הנתונים הטכניים הדרושים יש כינויים אלפביתיים ודיגיטליים והם נמצאים על התגים המתאימים.

דגמים פופולריים

לכל מותג מיוצר של מכשיר יש פרמטרים בודדים ו מאפיינים טכניים. יצרנים מקומיים מייצרים מספר רב של מכשירים אלה. אלה כוללים:

התקנים תלת פאזיים מחוברים לרשת ב"משולש" או "כוכב". במקרה הראשון, ניתן לקבל ערך זרם גדול בפיתול המשני, ובשני, ניתן לעקוב אחר הערך הנוכחי בכל שלב.

אם יש צורך לשלוט בזרמים הזורמים פנימה רשת חשמל, נעשה שימוש בשנאים למדידת זרם ומתח. מכשירים כאלה המחוברים בצורה מיוחדת מפחיתים את הפרמטרים הנמדדים מעגל חשמלילערכים המתאימים למדידה שלהם. לפיכך, מעגל הזרם הגבוה מופרד ממעגל הזרם הנמוך. זה הכרחי כדי שהמדידה או ציוד אחר, הכולל את הפיתול המשני של השנאים, לא ייכשל.

צימודים אינדוקטיביים בשנאי זרם (CT)

על פי החוק הבסיסי של אינדוקציה אלקטרומגנטית, שפאראדיי ביסס, כל שנאי המתח (VT) ושנאי הזרם (CT) פועלים על עיקרון האינדוקציה ההדדית. אם תציבו שתי פיתולים על ליבה מגנטית סגורה אחת ותחברו אחת מהן למקור זרם חילופין, אזי השטף המגנטי המשתנה יגרום להופעת כוח אלקטרו-מוטיבי (EMF).

חָשׁוּב! EMF זה נקרא מושרה. בפיתול השני (המשני) של המכשיר, כתוצאה מאינטראקציה של שדות מגנטיים, נגרמת גם EMF, וזרם חשמלי יתחיל לזרום.

תכונות של שינוי אנרגיה עבור TT

כדי להבין מדוע נחוצים שנאים זרם, וכיצד הם שונים משנאי מתח (VT), אתה יכול לשקול את העיצוב שלהם. נוכחות ב דיאגרמות חשמלמכשירים כאלה קשורים לצורך לבצע טרנספורמציה: להוריד או להגדיל מתח או זרם. חשמל מתחלף המופק על ידי גנרטורים בתחנות כוח עובר תחילה טרנספורמציה לפני שהוא מועבר דרך רשת החשמל.

איך המכשיר עובד

כשהתברר מהי טרנספורמציה, הגיע הזמן לבחון מקרוב את עקרון הפעולה של השנאי הנוכחי.

שני פיתולים מונחים על ליבה סגורה (מעגל מגנטי), המורכבת מלוחות. הסליל הראשון מחובר בסדרה למעגל כוח העומס. הסליל המשני מחובר למונים עם המסופים שלו. הליבה מורכבת מלוחות פלדת סיליקון מגולגלות קר.

לידיעתך.מדידת חשמל מתבצעת בדיוק בצורה זו. שנאי זרם כלולים במעגלים חד פאזיים ותלת פאזיים, המאפשרים לבצע קריאות עבור כל שלב, הזנת נתונים למד.

כאשר חשמל מתחלף עובר דרך הסיבובים של הפיתול הראשון (הראשי), נוצר סביבו שטף מגנטי לסירוגין F1. זרימה F1, החודרת לכל פיתולי השנאי, גורמת ל-EMF (E) בהם. במקרה זה, E1 ו-E2 מופיעים. כאשר כל עומס מחובר למעגל המתפתל המשני, החשמל יתחיל לזרום דרכו.

תכונות עיצוב

ממה עשויים השנאים האלה? מה ההבדל בין שנאי זרם לשנאי מתח? את התשובות לשאלות אלו ניתן למצוא בתיאור תכונות העיצוב. שנאים זרמים, מטרתם ועיקרון הפעולה שלהם, מרמזים על קביעות של תנאים מסוימים:

• לכל CT חייב להיות יותר מפיתול אחד על הליבה המגנטית שלו;
• פיתולים שהם משניים בהחלט מחוברים לעומס (Rн);
• התנגדות Rн לא צריכה להכיל חריגות מה-TT המצוין במסמכים;
• הפיתול הראשוני נעשה כסרגל העובר דרך הליבה או בצורה של סליל.

היעדר עומס על הפיתול המשני אינו מבטיח התרחשות של שטף מגנטי F2 בליבה, שיש לה תכונה מפצה. זה מוביל לעלייה בטמפרטורת הליבה ולהתכה שלה. חימום מתרחש בגלל F1 הופך גבוה מדי.

סטיית ההתנגדות Rн משפיעה על שגיאת המדידה ומחמירה אותה. אם חריגה מההתנגדות בפיתול המשני, המתח U2 עולה ובידוד ה-CT עלול להיכשל. תתרחש תקלה והמכשיר ייכשל.

מֵידָע.שנאי מתח (VTs) שונים מ-CTs בשיטת היישום ובדיאגרמת החיבור שלהם. הם מחוברים במקביל ונועדו להגדיל או להקטין את המתח, תוך ניתוק מעגל הכוח ממעגל הבקרה והניטור. תקנות ההפעלה העיקריות של משאבת הדלק קרובות למצב סרק (סרק). זאת בשל העובדה שאלמנטים המחוברים במקביל של מעגל הבקרה צורכים זרם נמוך, וה-Rн שלהם גדול.

דיאגרמות חיבור למדידת CT

התקנה של שנאים נוכחיים מתבצעת על פי תוכנית מסוימת. זה תלוי במתח של הרשת הנמדדת, כלומר:

• ב-3 רשתות פאזהמ-Un ל-1000 V CTs מובנים במעגל של כל פאזה;
• ברשתות תלת פאזיות עם Un 6-10 kV, ההתקנה מתבצעת בשני שלבים (A ו-C).

באופציה הראשונה, במתקנים חשמליים (EI), שבהם הנייטרלי מקורקע בצורה מוצקה, קצוות הפיתולים המשניים של ה-CT סגורים זה לזה במעגל כוכב.

במקרה השני, באיחוד האירופי עם ניטרלי מבודד, הם מצטרפים לפי תכנית "כוכב חלק".

סיווג שנאי זרם

עקרון הפעולה של השנאי הנוכחי, כמו גם שיטות החיבור והמטרה, מאפשרים לחלק אותם לפי ההבדלים הבאים:

• מַטָרָה;
• סוג ההתקנה;
• שיטת השמה;
• ביצוע הפיתול העיקרי;
• סוג של בידוד;
• מתח הפעלה;
• מספר שלבי הטרנספורמציה.

בנוסף, ישנן איכויות נוספות המאפשרות סיווג של TT. אחד המאפיינים הבולטים הוא הספציפיות של העיצוב.

עַל יְדֵי תכונות עיצוב CTs נבדלים ב:

• סיבוב בודד;
• סיבוב רב;
• אופטי-אלקטרוני.

לכל אחד מהסוגים הללו יש סוגי דגמים שרצוי לשקול בנפרד.

סליל מסוג CT

אלו הם חלק משנאי הזרם הפשוטים ביותר. הם שייכים ל-CTs המוקדמים, שנבנו ומקודמים על מבנה המבוסס על שנאי כוח. שני הפיתולים (ראשון ושני) מותקנים על מסגרת בעלת תכונות בידוד. כל אחד מהם הוא סליל. מכאן בא השם. בנוסף לעובדה שהם קומפקטיים וזולים לייצור, יש חיסרון: מתח פריקה נמוך עקב בידוד לקוי של הסלילים.

עיצוב זה מאפשר להשתמש בהם רק עבור מתחים של עד 3 קילו וולט. כדי להגדיל את הערך של Udispersion, יש צורך להגדיל את חלון הליבה ולהפריד את הפיתול הראשוני מהמשטח הפנימי של הלוחות. אטם מבודד בעל צורה בצורת U מוכנס לתוך הפער שנוצר.

שנאי עובר דרך

התקני הפצה (התקני הפצה) עם מתחים מ-6 עד 35 קילוואט מרמזים על התקנה של שנאי זרם דומים. זהו CT מרובה פניות, כאשר הבסיס הוא זוג תותבים המחוברים זה לזה באמצע. מכלול זה מאפשר להם לעבור דרך קירות ולשמש במתקני מיתוג סגורים. במקרה זה, אין צורך להשתמש ספציפית בתותב.

הפיתול, המשמש כפיתול הראשוני, מונח דרך הריק שנמצא בפנים. מספר הסיבובים נלקח מחישוב ה"אמפר-סיבובים" הנדרשים עבור דרגת הדיוק המתאימה. תותבים ממוקמים מתחת לאוגן, אשר מקורקע. הליבות המגנטיות של הפיתולים המשניים, המכוסים במעטפת, קבועות באמצען.

תְשׁוּמַת לֵב!המיקום של מסוף המתפתל עבור הפיתול הראשוני הוא במישור העליון, ביחס לאוגן המוארק.

מכשיר מוט

סוג זה של מכשיר נועד לעבוד עם U = 10-20 קילו וולט ו-In = 600 ו- 1500 A. CT זה מתייחס לשנאים חד-סיבובים מוזנים עם בידוד פורצלן. יש לו מוט נושא זרם חודר מבודד חרסינה ומשמש כפיתול העיקרי.

מכשיר צמיגים

התכנון הבא מיועד להתקנה בתחנות שנאים שלמות (CTS). הם מיישמים העברת מידע מדידה למכשירי בקרה ומדידה (מכשירים). אותות מ-CT דומים מועברים גם למעגלי הגנה ובקרה.

יתרונות וחסרונות

לכל אחד מהמכשירים המפורטים יש יתרונות וחסרונות משלו. עדיף לשקול אותם בנפרד: דגמים חד-סיבובים ורב-פניות.

היתרונות של CT-סיבוב אחד כוללים:

• פשטות המכשיר;
• עלות נמוכה;
• ממדים קטנים;
• התנגדות לזרמי קצר חשמלי (קצר).

כאן ניתן להוסיף כי על ידי שינוי חתך המוליך (מוט) הזרם, אנו משיגים שינוי ביציבות התרמית.

החיסרון של מודלים כאלה הוא הדיוק הנמוך שלהם בזרמים נמדדים נמוכים.

באשר למודלים מרובי פניות, נקודה חיובית ברורה היא נוכחות של מספר מסוים של פניות בפיתול הראשוני. זה איפשר להגדיל משמעותית את דרגת דיוק המדידה. מאפיינים שליליים כוללים:

• מורכבות עיצובית;
• עליית מחיר;
• רגישות של הפיתול הראשוני למתח יתר.

יחד עם זאת, זה כולל גם התנגדות נמוכה לזרמי קצר חשמלי.

פרמטרי שנאי נוכחיים

בידיעה, בהגדרה, שחלקים אלה משמשים למדידות ופונקציות הגנה, אפשר לנחש שהמאפיינים העיקריים שלהם יהיו: KI ודרגת דיוק.

מקדם טרנספורמציה KI

יחידות שנאי מבצעות רק קנה מידה של פרמטרי חשמל, הם לא מייצרים אותו בעצמם. כדי לקבוע את מידת קנה המידה, נעשה שימוש ביחס הטרנספורמציה.

הקשר בין כמות הזרם (I) או המתח (U) המופעל על הקלט ומוסר במוצא נקרא יחס הטרנספורמציה (CTr).

במקרה של המרה נוכחית אנחנו מדברים על:

• КI - מקדם טרנספורמציה CT;
• I1 - זרם כניסה;
• I2 - זרם מוצא.

עבור CTs, נצפה קשר פרופורציונלי בין הזרמים הראשוניים והמשניים. זה נובע מהביטויים:

• I1 =I2 / KI;
• I2 = I1 * KI.

הַבהָרָה.ה-Ctr הנומינלי של ה-CT מוצג כביטוי שבר. המונה הוא הערך הנקוב של הזרם הזורם בסליל הראשוני, המכנה הוא ערך הזרם המדורג בפיתול החשמלי המשני. זה תמיד גדול מאחד.

לפיכך, הערך הנומינלי של הזרם הנמדד משקף KI nom. נתוני הדרכון המצוינים של החלק (KI = 65/5) מצביעים על כך שכאשר מועברים 65 A דרך הסליל הראשוני, יזרום זרם של 5 A בסליל המשני.

בעת שימוש ב-CT, הזרם במעגל המשני מופחת, מה שמאפשר להבטיח פעולה בטוחה. המעגל המשני כולל לא רק ציוד מדידה שמתעד את הערך הנוכחי, אלא גם מערכות הגנה או מיתוג אוטומטי. במקרה זה KI< 1.

עבור ערכי מתח, נוסחת המקדם שונה:

שינויי קנה המידה (סימן) תלויים בערך של K. כאשר K>1, השנאי מגדיל את כמות החשמל המסופקת, כאשר הערך של K<1 он её понижает.

אם הצימוד האינדוקטיבי בין שתי הפיתולים של השנאי נשאר ללא שינוי, ניתן לשנות את מקדם ההמרה על ידי שינוי היחס בין מספר הסיבובים של חוט מתפתל בסלילים W1 ו-W2. בהתייחס לנוסחה שלו:

ניתן להשוות אותו לצורה הבאה:

• KU – יחס טרנספורמציה;
• W2 - מספר סיבובים של סליל מס' 2;
• W1 – מספר סיבובים של סליל מס' 1.

קוטר החוט הפתול תלוי בכמות הזרם המתוכננת לעבור דרך הפיתול.

שיעור דיוק

זהו המאפיין העיקרי של ה-CT, המשפיע על המטרולוגיה של התהליך. דרגת הדיוק תלויה בשתי שגיאות:

• שגיאה נוכחית (%);
• שגיאת זווית (דקות).

האפשרות הראשונה, כאשר ה-KId בפועל שונה ממקדם KIn הנומינלי.

נוסחת השגיאה נראית כך:

f = (I2d – I2n)/ I2n * 100%,

• f - שגיאה נוכחית;
• I2d - זרם ממשי (אמיתי) משני;
• I2н – זרם נקוב משני.

שגיאת הזווית היא הזווית בין הוקטורים הנוכחיים: ראשוני ומשניים. יתר על כן, וקטור הזרם המשני מסובב ב-1800.

תְשׁוּמַת לֵב!שגיאות אלה מונעות על ידי השפעת זרמים מגנטים. דרגות דיוק נבחרות מהשורה 0.2; 0.2S; 0.5; 0.5S וערכים אחרים על פי GOST 7746-2015.

ייעודי שנאים נוכחיים

הסימון האלפאנומרי של מוצרים מתוצרת מקומית מפוענח באופן הבא:

• 1 אות T - שנאי;
• אות 2 - סוג דגם;
• אות שלישית - בידוד.

אחרי האותיות, מופרדות במקף, רשומים הבאים:

• דרגת בידוד (kV);
• עיצוב לפי אזור אקלים (קיצור אותיות);
• קטגוריית התקנה (במספרים);
• מקדם טרנספורמציה (שבר).

זיהוי מדויק יותר של סימוני CT ניתן למצוא בספרות עיון או בדרכון המכשיר.

מטרה ויישום

בהתבסס על עקרון הפעולה שלהם, שנאי זרם משמשים לשימוש והכללה ביחידות מדידת חשמל טכניות ומסחריות. הם מיועדים לדרגת מתח מסוימת. בעת קביעת המטרה של שנאי זרם, שימו לב ל-Ktr ולדרגת דיוק המדידה.

תקלות אפשריות

שגיאות בהתקנה ובחיבור של שנאים זרם, כמו גם ציוד שנבחר בצורה שגויה, גורמות לתקלת CT.

חָשׁוּב!יש להתחיל בפתרון בעיות אם הזרם המשני של ה-CT אינו משולב עם הראשוני. זרם נמוך מדי ואינו תואם את היחס הנקוב מעיד על נזק למכשיר.

עדות לתקלה בשנאי היא:

• פצפוץ ורעש מוגבר במהלך הפעולה;
• הופעת ניצוצות מהפיתול על הדיור או על המסופים;
• עשן או ריח של בידוד בוער;
• חימום יתר של חלקי המכשיר.

מכשיר פגום עלול להפיק תוצאות מדידה מעוותות, מה שיגרום להפעלה כוזבת של ציוד מגן ומדידה לא נכונה של חשמל. מעת לעת בתחנות משנה אלמנט אחר אלמנט (שלב אחר שלב) מתבצע אימות עם מדידת זרמים תחת עומס. הערכים המחושבים המתקבלים מנתוני המדידה חייבים לעלות בקנה אחד עם הערכים הנמדדים בפלט ה-CT. השגיאה המותרת היא לא יותר מ-10%.

דרישות עיצוב

כאשר בוחרים עיצוב, הם מתחילים ממה שהשנאי נחוץ עבורו. למה להתקין פס או CT הזנה אם המתח איתו הוא יצטרך לעבוד נע בטווח שבין 1 ל-3 קילוואט?

הדרישות כוללות את הפריטים הבאים:

• המכשיר הנבחר חייב להיות מתאים לתנאי ההפעלה ולמיקום ההתקנה;
• לשימוש חיצוני, מסופי השנאי חייבים להכיל כיסויי הגנה;
• מסומנים מתפתלים חייבים להיות מסומנים;
• זמינות נקודות אחיזה להרמת כלי רכב כבדים (יותר מ-50 ק"ג);
• סימן הארקה בנקודה שבה מחובר מוליך ההארקה.

כל מסופי המגעים המתפתלים נעשים בהתאם לדרישות GOST 10434-82 (להתקנה פנימית) ו- GOST 21242-75 (להתקנה חיצונית).

בחירת שנאי זרם עבור התקני מדידה

מטרתו של שנאי מדידה מסחרי היא לעקוב אחר החשמל. בעת בחירת דגמים כאלה, שימו לב לדברים הבאים:

• Unom TT - 0.66 קילו וולט;
• דרגת דיוק - 0.5 S לגרסת השוק, לבקרה טכנית - 1.0;
• I1н – זרם ראשוני מדורג.

יחס הטרנספורמציה תלוי בזרם הראשוני המדורג.

אף תחנת משנה חשמלית לא יכולה לפעול ללא שנאי זרם. מכשירים אלה פועלים כדי לדעת ולקחת בחשבון את העומס הנוכחי. הם מספקים הגנה למעגלי חשמל ומספקים אותות בזמן לגבי כל השינויים בעוצמת הזרם במעגל הראשי. CT שנבחר כהלכה ישרת ללא תלונות במשך זמן רב.

וִידֵאוֹ

שנאי זרם (TN, TV) הוא מכשיר חשמלי המשנה את ערך הפלט של הזרם החשמלי במהלך השידור מהפיתול הראשוני למשנית. כתוצאה ממעבר שנאי, זרם חשמלי מועבר ממערכת אחת לאחרת, משתנה באופן פרופורציונלי, בהתאם למשימה שעל הפרק.

תכונות עיצוב ועיקרון פעולה

עקרון הפעולה של שנאי זרם מבוסס על השימוש בחוק האינדוקציה האלקטרומגנטית.

המכשיר מורכב מהרכיבים הבאים:

• פיתולים ראשוניים ומשניים;
• ליבה סגורה (מעגל מגנטי).

הפיתולים כרוכים סביב הליבה, מבודדים ממנו ומזה מהשני. לפעמים ניתן להחליף את הפיתול הראשוני בפס נחושת או אלומיניום. הטרנספורמציה של גודל הזרם החשמלי מתרחשת עקב ההבדל במספר הסיבובים של הפיתולים הראשוניים והמשניים. ברוב המקרים, המכשיר נועד להפחית את הזרם, כך שהפיתול המשני נעשה עם פחות סיבובים מהראשי.

זרם חשמלי מסופק לפיתול הראשוני כאשר הוא מחובר בסדרה. כתוצאה מכך, נוצר שטף מגנטי על הסליל ומושרה כוח אלקטרו-מוטיבי, הגורם להופעת זרם בסליל המוצא.

מכשיר צורך מחובר לפתלת הפלט, בהתאם למטרה שלשמה נעשה שימוש במכשיר.

התקנים מסוימים עשויים עם מספר סלילי פלט, המאפשרים לך לשנות את כמות הטרנספורמציה של זרם חשמלי על ידי מיתוג. מטעמי בטיחות, כדי להבטיח הגנה במקרה של התמוטטות בידוד, מעגל המוצא מוארק.

סוגי שנאי זרם

מכשירים חשמליים אלו מסווגים לפי מספר מאפיינים. בהתאם למטרה, שנאים זרם יכולים להיות:

• מגן - הפחתת פרמטרים נוכחיים כדי למנוע כשל במכשירים צורכים;
• מדידה - באמצעותה מחוברים מכשירי מדידה, לרבות מדי חשמל;
• ביניים - מותקן במערכות הגנת ממסר;
• מעבדה - משמש למטרות מחקר, עם שגיאת מדידה נמוכה, לרוב עם מספר מקדמי טרנספורמציה.

בהתחשב באופי תנאי ההפעלה, השנאים נבדלים:

בהתאם לעיצוב הפיתולים העיקריים, מכשירים נבדלים:

• עיצוב בסיבוב אחד;
• סיבוב רב;
• צְמִיג

בהתאם לשיטת ההתקנה, הם מחולקים לסוגים הבאים:

• מחסום;
• תומך

רובוטריקים מסווגים לפי מספר שלבי השינוי הנוכחיים:

• שלב בודד,
• סוג דו-שלבי (אשד).

התקנים, בהתאם למתח עבורו הם מיועדים, מחולקים לאלו המיועדים לפעול בתנאים של יותר או פחות מ-1000 וולט.

פלדת שנאי מיוחדת משמשת לייצור הליבה. בידוד מבוצע יבש (בקליט, פורצלן), קונבנציונלי או נייר-שמן.

הסבר על סימונים

פרמטרים טכניים

שנאים נוכחיים מאופיינים על ידי הפרמטרים האישיים הבאים:

ערכים שיכולים להיות ל-CT

בעת בחירת מכשיר, יש צורך לקחת בחשבון את המשמעות של מאפיינים אלה ואחרים.

דיאגרמות חיבור שנאי זרם

ציוד כוח

דיאגרמת חיבור עבור 110 קילו וולט ומעלה:

דיאגרמת חיבור עבור 6-10 קילו וולט בתאי מיתוג:

מעגלים משניים

תכנית לחיבור שנאי זרם לכוכב מלא:

תכנית לחיבור שנאי זרם לכוכב חלקי (בשל חלוקת הזרמים במכשיר נוסף, ניתן להציג את הסכום הווקטורי של שלבים A ו-C, המכוון הפוך לוקטור של שלב B ברשת סימטרית מצב טעינה):

תכנית לחיבור שנאי זרם לכוכב חלקי (לשליטה בזרם הקו באמצעות ממסר):

תכנית לחיבור שנאי זרם לכוכב מלא עם חיבור פיתול הממסר למסנן ברצף אפס (ZFP):

סוגים פופולריים ועלויות של שנאים

הצרכן הביתי מתעניין יותר בשנאים זרם המשמשים לחיבור מוני חשמל. סוגי המכשירים הבאים זמינים למכירה:

• TOL ואחרים.

המחיר תלוי בסוג, בעיצוב, במאפיינים ובמתחים שבהם ישמש ה-VT:

• 0.66 קילו וולט מ-300 - 5000,
• 6-10 קילו וולט 10000 - 45000,
• 35 קילו וולט - כ 50,000 רובל,
• 110 קילוואט ומעלה - אתה צריך לבדוק עם היצרן.

תקלות אפשריות

התקנים אלו לרוב נכשלים כתוצאה מנזקי בידוד שנגרמו מהתחממות יתר, מתח מכני לא מכוון או שגיאות הרכבה.

כדי לבדוק את מצב המכשיר, מדוד את ההתנגדות של בידוד האינטרטורן. אם הוא נמוך מהערך שנקבע, יש להחליף או לתקן את הציוד.

כמו כן, מכשירים מיוחדים משמשים לאבחון - צילומים תרמיים, המאפשרים לך לבדוק את מצב מעגל ההפעלה כולו. הליכי האבחון המורכבים ביותר מבוצעים בתנאי מעבדה. אבחון בזמן מאפשר לך לחסל מצבי חירום ולהבטיח פעולה תקינה של מכשירים.

האנושות תלויה במידה רבה בזרם. אבל זה פשוט לא מציית; יש צורך במכשירים מיוחדים. זהו שנאי זרם. מה זה ומה מטרתו? מהו עקרון הפעולה של שנאי זרם? ועד כמה זה חשוב?

מהו שנאי זרם?

CT מובן כמכשיר מדידה הדרוש להמרת זרם. מבחינה מבנית, בשנאי, הפיתול הראשוני מחובר בטור למעגל, בעוד שבליפת המשנית יש מכשירי מדידה, כמו גם ממסרי הגנה ואוטומציה. CT הוא מכשיר המדידה העיקרי בתעשיית החשמל. שני הפיתולים מבודדים. במהלך הפעולה, למשני יש בדרך כלל פוטנציאל קרוב לאדמה, אשר מושג על ידי הארקה של קצה אחד.

הודות לשנאי, ניתן לקחת בחשבון ולמדוד זרם מתח גבוה, באמצעות מכשירים למתח נמוך. בסופו של דבר, הכל מסתכם במדידת הראשוני, שערכו נרשם באמפר. יש צורך להבחין בין שנאי זרם מדידה משנאי כוח. אז, בראשון, אינדוקציה אינה קבועה ותלויה ישירות במצב הפעולה. לכן שנאים נוכחיים נחשבים אוניברסליים.

מטרת ועיקרון הפעולה

איך הכל הולך? מהו עקרון הפעולה של שנאי זרם? דרך פיתול הכוח הראשוני, שיש לו מספר מסוים של סיבובים, זורם מתח שמתגבר על ההתנגדות הכוללת. שטף מגנטי נוצר סביב הסליל, אותו ניתן לקלוט על ידי המעגל המגנטי. זה חייב להיות ממוקם בניצב לכיוון הזרם. כך יאבד מינימום חשמל במהלך הפיכתו לחשמל. חציית הסיבובים הניצבים של הפיתול המשנית, השטף המגנטי מפעיל כוח אלקטרו-מוטורי, שבהשפעתו מתעורר זרם שמתגבר על ההתנגדות הכוללת של הסליל ועומס המוצא. במקביל, מתרחשת ירידת מתח במסופים של המעגל השני.

עכשיו קצת על מקרים מיוחדים:

• עקרון הפעולה של שנאי הריתוך מבוסס על תפוקת הספק מקסימלית. העיצוב שלו חייב לעמוד במתח גבוה.
• עקרון הפעולה של שנאי חד פאזי מבוסס על שטף מגנטי. אז אם אתה סוגר את הפיתול המשני להתנגדות כלשהי, אז כאשר מופיע זרם, יתעורר כוח מניע. אם נשים לב לחוק לנץ, נוכל להסיק שהשטף המגנטי יקטן. אבל עיקרון הפעולה של שנאי חד-פאזי מספק אספקת זרם ישר לסלילה הראשונית, וכתוצאה מכך השטף המגנטי אינו פוחת.

מִיוּן

ניתן לסווג את כל שנאי הזרם (הן למדידות והן להגנה) על פי הקריטריונים הבאים:

• לפי סוג ההתקנה.
• TT מיועד לפעולה באוויר.
• שנאי זרם להפעלה בחללים סגורים.
• CTs המיועדים להתקנה בתוך ציוד חשמלי.

פרמטרים בסיסיים

לשנאים זרם יש מספר דרישות. יש לציין את כל המידע הדרוש בדרכון או בטבלה המצורפת.

הנה רשימה קצרה שלהם:

• המתח הנקוב יכול להיות בטווח רחב.
• זרם ראשוני מדורג הזורם דרך הפיתול הראשון. הערכים לתפעול ארוך טווח של הציוד מצוינים.
• זרם משני מדורג העובר דרך הפיתול השני. איכותו מצוינת ב-1 או 5 אמפר.
• העומס המשני מתאים להתנגדות במעגל השני החיצוני ומתבטא באוהם.

הגבלות

לפי התנגדות תרמית:

• I1t - מיועד למתח נקוב מעל 330 קילו וולט.
• I3t - בשימוש בטווח של 110-220 קילו וולט.
• I4t - משמש במתח שאינו עולה על 35 קילו וולט.

עקרון הפעולה של השנאי עשוי להיות תלוי בחומר:

• בעת ייצור חלקים מוליכים מאלומיניום, הטמפרטורה לא תעלה על 200 מעלות צלזיוס.
• אם חלקים שמוליכי זרם עשויים מנחושת או סגסוגות שלה ובאים במגע עם שמן או בידוד אורגני, הגבול הוא 250 מעלות צלזיוס.

ישנן גם דרישות לעומסים מכניים שהשנאי הנוכחי חייב לעמוד בהם במהירות רוח של 40 מ"ש. עקרון הפעולה של המכשיר עשוי להשתנות מעט עקב תוספות עיצוב:

• אם ה-CT הוא עד 35 קילוואט, אז ערך זה הוא 500 ניוטון.
• בערכים של 110-220 קילו וולט, נדרשת התנגדות של 1000 N.
• מעל 330 קילו וולט, דרישת העומס המכני עולה ל-1500 ניוטון.

גורמים מסוכנים בעבודה עם שנאי זרם

כאשר עובדים עם CT, עליך להיות זהיר ביותר, שכן ישנם סיכונים משמעותיים לפציעה, אפילו למוות. אז כדאי להיזהר מ:

• אפשרות לפציעה מפוטנציאל מתח גבוה, שיכולה לקרות במקרה של נזק לבידוד. מכיוון שהליבה המגנטית של השנאי הנוכחית עשויה ממתכת, יש לה מוליכות טובה ומחברת מגנטית את פיתולי ה-CT המופרדים (ראשוני ומשניים). לכן, קיים סיכון מוגבר שאנשי הצוות יסבלו מפציעות חשמליות או שציוד ייפגע עקב פגמים בשכבת הבידוד. כדי למנוע מצבים כאלה, אחד מהמסופים המשניים של השנאי מקורקע.

• אפשרות לפציעה מפוטנציאל מתח גבוה עקב הפסקה במעגל המשני. מסקנותיו מסומנות כ-"I1" ו-"I2". כדי להבטיח שהכיוון שבו זורם הזרם הוא קוטבי וחופף על פני כל הפיתולים, הם תמיד מחוברים לעומס במהלך פעולת השנאי. זה הכרחי בשל העובדה כי לזרם העובר דרך הפיתול הראשוני יש כוח פוטנציאלי גבוה, אשר מועבר למעגל המשני עם הפסדים זניחים. אם מתרחש קרע במקרים כאלה, הביצועים יורדים בחדות עקב דליפה לסביבה החיצונית. בתקריות כאלה, ירידת המתח בקטע שבור נתון מואצת משמעותית. הפוטנציאל שנוצר במגעים פתוחים כאשר זרם עובר מגיע למספר קילו-וולט. הערך הזה מסכן חיים. לכן, יש צורך להבטיח שכל המעגלים המשניים על השנאים הנוכחיים מורכבים בצורה מאובטחת. ובמקרה של כשל, מותקנים קצרי shunt. עקרון הפעולה של השנאי אינו סובל הזנחה של כללי בטיחות, וקל מאוד לקבל פציעה חשמלית.

• פתרונות עיצוב שהיו בשימוש בשנאים זרם. כל CT, כמו כל המכשירים החשמליים, חייב לפתור בעיות מסוימות המתעוררות במהלך הפעלת מתקנים חשמליים. למרבה המזל, התעשייה מציעה מגוון משמעותי. אבל במקרים מסוימים, עדיף לשפר עיצוב קיים מנקודת המבט של הארגון מאשר לייצר משהו חדש, שבו אנשים רבים משתמשים ללא ניסיון מספיק. מבלי לדעת מהו עקרון הפעולה של שנאי, ההשלכות של הפרעה כזו עלולות ליצור מצבים מסכני חיים.

מַסְקָנָה

במסגרת המאמר דנו בייעוד ובעקרון הפעולה של שנאי זרם. כפי שאתה יכול לראות, מכשיר זה חשוב מאוד לתפקוד תקין של החברה. אבל יחד עם זאת, זה גם די מסוכן, אז אתה תמיד צריך לנקוט זהירות ולהימנע מכניסה לתוך המכשיר שלא לצורך, במיוחד כאשר שנאים זרם פועלים. בדקנו את מטרת ועיקרון הפעולה של מכשירים כאלה ככל שגודל המאמר מותר. עם זאת, למדנו את כל הדברים החשובים ביותר.