En strömtransformator (CT) är en transformator som mäter strömmen hos en annan krets. Den är kopplad till en ammeter (A i diagrammet) i sin egen krets för att utföra denna mätning. Att mäta högspänningsström direkt skulle kräva införande av mätinstrument i den uppmätta kretsen - en onödig svårighet som skulle dra ned den mycket aktuella som skulle mätas. Värmen som alstras i mätutrustningen från högströmmen kan också ge falska avläsningar. Att mäta ström indirekt med en CT är mycket praktiskt.

Förhållande till spänningsomvandlare

Funktionen hos en strömtransformator (CT) kan förstås bättre genom att jämföra den med den mer allmänt kända spännings transformatorn (VT). Minns att i en spänningstransformator sätter en växelström i en krets ett alternerande magnetfält i en spole i kretsen. Spolen är omslagen runt en järnkärna, som sprider magnetfältet, nästan oförminskat, till en annan spole i en annan krets, en utan en strömkälla.

Skillnaden med en CT är att kretsen med ström har , effektivt, en slinga. Den drivna kretsen går bara en gång genom järnkärnan. En CT är därför en uppstartstransformator.

CT &VT Formulas

Minns också att nuvarande och antal varv i spolarna i en VT kan relateras till: i1 - - N1 = I2 --- N2. Detta beror på att för en spole (solenoid), B = mu --- i --- n, där mu här betyder magnetisk permeabilitetskonstanten. Liten intensitet av B förloras från en spole till den andra med en bra järnkärna, så B-ekvationerna för de två spolarna är effektivt lika, vilket ger oss i1 --- N1 = i2 --- N2.

N1 = 1 för primären i fallet med strömtransformatorn. Är den enda kraftledningen effektivt lika med en slinga? Minskar den sista ekvationen till i1 = i2 --- N2? Nej, för att det var baserat på solenoidekvationer. För N1 = 1 är följande formel lämpligare: B = mu --- i /(2πr), där r är avståndet mellan trådens mitt och den punkt där B mäts eller avkännes (järnkärnan, i transformatorväskan). Så i1 /(2πr) = i2 --- N2.

i1 är därför bara proportionellt mot det uppmätta mätvärdet i2, vilket minskar strömmätningen till en enkel omvandling.

Vanliga användningsområden

En central funktion av en CT är att bestämma strömmen i en krets. Detta är särskilt användbart för övervakning av högspänningsledningar i hela elnätet. En annan allestädesaktig användning av CT-apparater är i hushållsapparater. En CT är kopplad med en mätare för att mäta vilken elektrisk användning som ska laddas kunden.

Instrumentsäkerhet

En annan funktion av CT är skyddet av känslig mätutrustning. Genom att öka antalet (sekundära) lindningar, N2, kan strömmen i CT-enheten göras mycket mindre än strömmen i den primära kretsen som mäts. Med andra ord, när N2 i formeln i1 /(2πr) = i2 --- N2 går upp, går i2 ned.

Detta är relevant eftersom hög ström producerar värme som kan skada känslig mätutrustning, t.ex. motståndet i en ammeter. Att minska i2 skyddar ammätaren. Det förhindrar också värme från att släcka mätens noggrannhet.

Skyddsreläer

CT-skydd skyddar också huvudledningarna i elnätet. Ett överströmsrelä är en typ av skyddsrelä (strömbrytare) som bryter en strömbrytare om en högspänningsström överstiger ett visst förinställt värde. Överströmreläer använder en CT för att mäta strömmen, eftersom strömmen av en högspänningsledning inte kunde mätas direkt.