Переваги нанокристалічного тороїдального сердечника в приладових трансформаторах

Переваги нанокристалічного тороїдального сердечника в приладових трансформаторах

Нанокристалічний тороїдальний сердечник – це магнітний сердечник-у формі бублика, намотаний із стрічки з нанокристалічного сплаву. Його зерниста структура-нанометрового масштабу забезпечує дуже високу проникність і дуже низькі втрати в сердечнику, а це саме ті властивості, які потрібні вимірювальним трансформаторам для точного вимірювання струму та напруги. У цій статті пояснюється конструкція, унікальні властивості та практичні переваги вимірювальних трансформаторів, таких як трансформатори струму (CT) і трансформатори напруги (VT).

Як приладові трансформатори використовують сердечник

Вимірювальні трансформатори є вимірювальними елементами енергосистем: вони відтворюють первинний струм або напругу на зниженому, безпечному рівні для лічильників, реле та контрольного обладнання. Трансформатор струму, наприклад, використовує магнітний сердечник для з’єднання первинного провідника з вторинною обмоткою. Сердечник повинен реагувати на невеликі зміни вимірюваної величини, зберігати коефіцієнт і фазову похибку в межах класу точності та протистояти насиченню під час несправностей. Нанокристалічні тороїдальні ядра відповідають цим вимогам із меншим-перерізом, ніж звичайні матеріали.

Магнітні властивості, які забезпечують точність

Висока початкова проникність: сердечник реагує навіть на невеликі сили намагнічування, тому струм збудження невеликий, а похибка співвідношення залишається низькою.

Низькі втрати в сердечнику: менше енергії розсіюється в сердечнику, тому більше виміряного сигналу передається на вторинну сторону.

Стабільні магнітні поля: потік рівномірний у тороїді, що забезпечує постійний вихід у робочому діапазоні.

Висока щільність потоку насичення: до 1,2-1,56 Тл, приблизно в три рази більше фериту, що покращує поведінку при зміщенні постійного струму та струмі пошкодження.

Практичні переваги вимірювання та захисту

Класи точності

Вимірювальні трансформатори струму, визначені IEC 61869-2, наприклад клас 0,2S або 0,5S, потребують низького струму збудження в широкому діапазоні струму. Висока проникність нанокристалічного матеріалу полегшує відповідність цим класам із компактним ядром.

Поведінка постійного струму та надструму

У пристроях із запобіжним струмом і чутливих до -постійного струму системах сердечник не повинен насичуватися під дією зміщення постійного струму. Висока щільність потоку насичення нанокристалічного кільця забезпечує лінійну поведінку вимірювання, а вказаний максимальний клас надструму постійного струму можна перевірити під час типових випробувань.

Розмір і вага

Оскільки менша кількість витків і менший поперечний-переріз забезпечують потрібний опір намагнічування, трансформатор стає меншим і легшим, що спрощує монтаж друкованої плати та зменшує вартість матеріалів.

Типові основні дані

Нанокристалічні кільцеві сердечники для вимірювальних трансформаторів доступні з внутрішнім діаметром приблизно від 14 мм до 25 мм, зовнішнім діаметром від 19 мм до 32 мм і висотою від 6,5 мм до 10 мм. Ефективна площа-поперечного перерізу (Ae) коливається від приблизно 12 мм2 до 59 мм2, а довжина магнітного шляху приблизно від 52 мм до 79 мм, з максимальним класом надструму постійного струму від 20 А до 120 А залежно від розміру. Захисні коробки та конкретні розміри узгоджуються за кресленням.

Примітки до вибору

Розмір отвору відповідайте первинному провіднику та його ізоляції; для додатків шин, допускайте тепловий зазор.

Підтвердьте клас точності та навантаження, необхідні специфікацією лічильника або реле.

Перевірте максимальний клас перевантаження за постійним струмом, коли КТ працює в ланцюгах з постійним або асиметричним струмом пошкодження.

Запитуйте криву B-H і дані про втрати, щоб порівняти характеристики основного матеріалу між постачальниками.

FAQ

Для чого в приладових трансформаторах використовуються тороїдальні сердечники?

Замкнутий тороїдний шлях забезпечує високу проникність без повітряного зазору, що забезпечує низький струм намагнічування та точність вимірювання.

Якого класу точності можуть досягати нанокристалічні КТ?

При правильному проектуванні можна отримати такі класи, як 0,2S і 0,5S за IEC 61869-2, а також класи захисту, такі як 5P10.

Як зміщення постійного струму впливає на нанокристалічне ядро?

Завдяки високій щільності потоку насичення сердечник витримує набагато більші компоненти постійного струму, ніж ферит до насичення, тому він підходить для чутливих вимірювань залишкового струму та-постійного струму.

Чи можна поставляти сердечник із захисною коробкою?

Так, сердечники зазвичай постачаються із захисною коробкою, і їх можна намотувати або перевіряти як повну під-збірку КТ.

Чи підходить нанокристалічне кільце для-високочастотних гармонік?

Так, низькі втрати в сердечнику та висока проникність зберігають лінійний відгук до десятків кілогерц, що підвищує точність у мережах із вмістом гармонік.