Трансформаторы тока (ТТ) играют важную роль в электрических сетях, обеспечивая безопасное и точное измерение больших токов. Их основная функция – преобразование высокого первичного тока в сравнительно малый вторичный ток, который может быть безопасно подан на измерительные приборы, счетчики электроэнергии и защитные реле. Благодаря этому обеспечивается контроль работы электрооборудования, точный учет электроэнергии и своевременное срабатывание защитных устройств при аварийных режимах.
Конструктивно трансформатор тока состоит из магнитного сердечника из листовой электротехнической стали, вторичной обмотки и изоляции. Первичной обмоткой чаще всего служит сам проводник, по которому проходит измеряемый ток. Переменный ток первичной цепи создает магнитное поле, которое индуцирует во вторичной обмотке пропорциональный ток. Важно помнить, что вторичная цепь ТТ должна оставаться замкнутой, иначе на ее выводах могут возникнуть опасно высокие напряжения.
Главной характеристикой любого ТТ является его коэффициент трансформации, обозначаемый как отношение первичного тока ко вторичному (например, 300/5 А). При изменении первичного тока пропорционально изменяется и вторичный.
Точность трансформатора тока определяется его классом точности, который показывает допустимую погрешность коэффициента трансформации и фазового сдвига. Для коммерческого учета электроэнергии применяются ТТ с высокой точностью (например, класс 0,2 или 0,5), а для защитных систем допустимы менее точные устройства (например, класс 1 или 3).
Правильная полярность ТТ критически важна для корректного функционирования измерительных и защитных устройств. Выводы первичных обмоток маркируются как H1 (сторона источника питания) и H2 (сторона нагрузки).
Вторичные выводы обозначаются как X1 и X2, причем X1 соответствует H1. Если полярность перепутана, измерительные приборы будут показывать обратное направление энергии, что может привести к ошибкам в учете и работе защитных реле.
В зависимости от конструктивных особенностей и области применения выделяют несколько основных типов ТТ.
У таких ТТ нет отдельной первичной обмотки, а измеряемый проводник просто пропускается через окно сердечника. Они бывают разъемными (удобны для монтажа без отключения цепи) и неразъемными (требуют отключения проводника).
Стержневые трансформаторы имеют встроенный первичный проводник и применяются там, где необходима повышенная изоляция. Втулочные ТТ устанавливаются непосредственно на проходные изоляторы высоковольтного оборудования и часто используются в трансформаторах и выключателях.
Имеют отдельные первичную и вторичную обмотки, подобно обычным силовым трансформаторам. Используются при низких токах и для специальных задач, таких как суммирование токов или согласование коэффициентов трансформации.
Нагрузка (бремя) ТТ – это суммарное сопротивление вторичной цепи, включающее сопротивление проводов, измерительных приборов, реле и соединительных элементов.
Правильный подбор нагрузки важен для обеспечения точности измерений и нормальной работы ТТ. Бремя выражается в омах или в вольт-амперах (ВА), и его превышение может привести к потере точности измерений и перегреву ТТ.
Для проверки технического состояния и соответствия параметров ТТ проводятся специальные испытания:
Проверка соответствия реального коэффициента трансформации заявленному. Для этого на вторичную обмотку подается низкое напряжение, а измерения на первичной позволяют вычислить соотношение витков.
С помощью низковольтного источника и вольтметра проверяется правильность маркировки выводов и соответствие направления токов первичной и вторичной обмоток.
Определяется точка насыщения сердечника, при достижении которой малое увеличение напряжения вызывает резкий рост тока. Это важно для оценки работоспособности ТТ в аварийных условиях.
Проверяется состояние изоляции между обмотками и землей. Обычно используется мегомметр с напряжением 1000 В для ТТ до 600 В.
Определяется постоянное сопротивление обмоток для оценки их состояния и выявления возможных дефектов.
Проверяется, соответствует ли фактическая нагрузка заявленным характеристикам ТТ.
При установке ТТ важно соблюдать маркировку и полярность, чтобы избежать ошибок измерений. Вторичные цепи всегда должны быть замкнуты или закорочены специальными шунтами (короткозамыкателями), чтобы предотвратить появление опасного напряжения.
Длина проводов вторичных цепей должна быть минимальной, а сами провода должны прокладываться отдельно от силовых кабелей, желательно в металлическом коробе или трубе. При дистанционном размещении измерительных приборов (например, на расстоянии 10-20 метров) важно обеспечить хорошее заземление и минимальную длину проводов.
Для коммерческого учета электроэнергии применяются высокоточные ТТ, обеспечивающие минимальные погрешности в широком диапазоне нагрузок.
Защитные ТТ допускают большие погрешности, но должны надежно работать при коротких замыканиях и аварийных токах. Правильный выбор типа ТТ и его характеристик напрямую влияет на точность измерений и надежность защитных устройств.
В многоабонентских системах (например, в жилых домах или торговых центрах) трансформаторы тока используются совместно с централизованными системами учета. При монтаже таких систем особое внимание уделяется проверке правильности подключения по фазам, полярности и соответствию схемам производителя. Документация, схемы подключения и акты испытаний должны храниться для последующих проверок и обслуживания.
Грамотный подход к выбору, монтажу и эксплуатации трансформаторов тока обеспечивает точность учета электроэнергии, безопасность персонала и надежную работу электрооборудования.

Конструктивно трансформатор тока состоит из магнитного сердечника из листовой электротехнической стали, вторичной обмотки и изоляции. Первичной обмоткой чаще всего служит сам проводник, по которому проходит измеряемый ток. Переменный ток первичной цепи создает магнитное поле, которое индуцирует во вторичной обмотке пропорциональный ток. Важно помнить, что вторичная цепь ТТ должна оставаться замкнутой, иначе на ее выводах могут возникнуть опасно высокие напряжения.
Коэффициент трансформации и точность
Главной характеристикой любого ТТ является его коэффициент трансформации, обозначаемый как отношение первичного тока ко вторичному (например, 300/5 А). При изменении первичного тока пропорционально изменяется и вторичный.

Точность трансформатора тока определяется его классом точности, который показывает допустимую погрешность коэффициента трансформации и фазового сдвига. Для коммерческого учета электроэнергии применяются ТТ с высокой точностью (например, класс 0,2 или 0,5), а для защитных систем допустимы менее точные устройства (например, класс 1 или 3).
Полярность и маркировка выводов
Правильная полярность ТТ критически важна для корректного функционирования измерительных и защитных устройств. Выводы первичных обмоток маркируются как H1 (сторона источника питания) и H2 (сторона нагрузки).

Вторичные выводы обозначаются как X1 и X2, причем X1 соответствует H1. Если полярность перепутана, измерительные приборы будут показывать обратное направление энергии, что может привести к ошибкам в учете и работе защитных реле.
Разновидности трансформаторов тока
В зависимости от конструктивных особенностей и области применения выделяют несколько основных типов ТТ.

Проходные трансформаторы (оконные)
У таких ТТ нет отдельной первичной обмотки, а измеряемый проводник просто пропускается через окно сердечника. Они бывают разъемными (удобны для монтажа без отключения цепи) и неразъемными (требуют отключения проводника).
Стержневые и втулочные тт
Стержневые трансформаторы имеют встроенный первичный проводник и применяются там, где необходима повышенная изоляция. Втулочные ТТ устанавливаются непосредственно на проходные изоляторы высоковольтного оборудования и часто используются в трансформаторах и выключателях.
Обмоточные тт
Имеют отдельные первичную и вторичную обмотки, подобно обычным силовым трансформаторам. Используются при низких токах и для специальных задач, таких как суммирование токов или согласование коэффициентов трансформации.
Понятие нагрузки (бремени) трансформаторов тока
Нагрузка (бремя) ТТ – это суммарное сопротивление вторичной цепи, включающее сопротивление проводов, измерительных приборов, реле и соединительных элементов.

Правильный подбор нагрузки важен для обеспечения точности измерений и нормальной работы ТТ. Бремя выражается в омах или в вольт-амперах (ВА), и его превышение может привести к потере точности измерений и перегреву ТТ.
Испытания трансформаторов тока
Для проверки технического состояния и соответствия параметров ТТ проводятся специальные испытания:

Испытание коэффициента трансформации
Проверка соответствия реального коэффициента трансформации заявленному. Для этого на вторичную обмотку подается низкое напряжение, а измерения на первичной позволяют вычислить соотношение витков.
Испытание полярности
С помощью низковольтного источника и вольтметра проверяется правильность маркировки выводов и соответствие направления токов первичной и вторичной обмоток.
Испытание намагничивания (насыщения)
Определяется точка насыщения сердечника, при достижении которой малое увеличение напряжения вызывает резкий рост тока. Это важно для оценки работоспособности ТТ в аварийных условиях.
Измерение сопротивления изоляции
Проверяется состояние изоляции между обмотками и землей. Обычно используется мегомметр с напряжением 1000 В для ТТ до 600 В.
Испытание сопротивления обмоток
Определяется постоянное сопротивление обмоток для оценки их состояния и выявления возможных дефектов.
Испытание нагрузки (бремени)
Проверяется, соответствует ли фактическая нагрузка заявленным характеристикам ТТ.
Практические рекомендации по монтажу тт
При установке ТТ важно соблюдать маркировку и полярность, чтобы избежать ошибок измерений. Вторичные цепи всегда должны быть замкнуты или закорочены специальными шунтами (короткозамыкателями), чтобы предотвратить появление опасного напряжения.

Длина проводов вторичных цепей должна быть минимальной, а сами провода должны прокладываться отдельно от силовых кабелей, желательно в металлическом коробе или трубе. При дистанционном размещении измерительных приборов (например, на расстоянии 10-20 метров) важно обеспечить хорошее заземление и минимальную длину проводов.
Трансформаторы тока в системах коммерческого учета и защиты
Для коммерческого учета электроэнергии применяются высокоточные ТТ, обеспечивающие минимальные погрешности в широком диапазоне нагрузок.

Защитные ТТ допускают большие погрешности, но должны надежно работать при коротких замыканиях и аварийных токах. Правильный выбор типа ТТ и его характеристик напрямую влияет на точность измерений и надежность защитных устройств.
Особенности многоабонентских систем учета электроэнергии
В многоабонентских системах (например, в жилых домах или торговых центрах) трансформаторы тока используются совместно с централизованными системами учета. При монтаже таких систем особое внимание уделяется проверке правильности подключения по фазам, полярности и соответствию схемам производителя. Документация, схемы подключения и акты испытаний должны храниться для последующих проверок и обслуживания.

Грамотный подход к выбору, монтажу и эксплуатации трансформаторов тока обеспечивает точность учета электроэнергии, безопасность персонала и надежную работу электрооборудования.