Questi dispositivi modesti svolgono un ruolo cruciale nel garantire la sicurezza elettrica e la misurazione precisa dell'energia. Ma come fanno questi componenti apparentemente semplici a catturare accuratamente le informazioni sulla corrente all'interno di ambienti di alimentazione complessi?

I trasformatori di corrente costituiscono una parte indispensabile dei sistemi di distribuzione di energia, ampiamente utilizzati nelle applicazioni di misurazione, misurazione e protezione. Il loro principio di progettazione è notevolmente ingegnoso: generando una corrente alternata nell'avvolgimento secondario proporzionale alla corrente del conduttore primario, consentono la misurazione sicura e accurata di sistemi ad alta tensione e alta corrente. Questa funzionalità ha fatto guadagnare ai CT il soprannome di "lenti di ingrandimento della corrente" dei sistemi di alimentazione, consentendoci di osservare chiaramente la vera natura del flusso elettrico.

Tra i vari tipi di CT, i trasformatori toroidali (a forma di ciambella) sono i più comuni. La loro struttura è elegantemente semplice ma altamente efficace: il conduttore di corrente primario passa direttamente attraverso il centro di un nucleo di ferro a forma di anello. Questo design significa che i CT toroidali sono sempre collegati in serie all'interno dei circuiti, il che porta al loro nome alternativo: "trasformatori in serie".

Un esame più attento rivela due componenti principali: un avvolgimento secondario di filo magnetico di rame avvolto attorno a un nucleo di acciaio elettrico cavo e il conduttore primario che passa attraverso il centro del nucleo. Quando la corrente scorre attraverso il conduttore primario, il flusso magnetico risultante viene catturato dal nucleo di ferro, inducendo una corrente proporzionale nell'avvolgimento secondario. Sebbene le configurazioni dei CT varino, questo principio di funzionamento fondamentale rimane costante.

Ai fini della standardizzazione, i CT presentano tipicamente valori nominali di uscita dell'avvolgimento secondario di 1 amp o 5 amp. Il rapporto CT rappresenta la relazione tra le correnti primaria e secondaria, espressa come "corrente primaria/corrente secondaria" (dove la corrente secondaria è sempre 1A o 5A). Ad esempio, un CT con rapporto 100/5 indica che la corrente primaria è 20 volte maggiore della corrente secondaria: quando 100 amp scorrono attraverso il conduttore primario, l'avvolgimento secondario produce 5 amp.

La chiave della trasformazione di corrente risiede nel numero di spire dell'avvolgimento secondario. L'aumento di queste spire consente alla corrente secondaria di diventare significativamente inferiore alla corrente del circuito primario. Più spire creano una maggiore riduzione della corrente secondaria: il numero di spire dell'avvolgimento secondario è inversamente proporzionale alla corrente secondaria. Un CT con rapporto 100/5 ha 20 spire secondarie, mentre una versione con rapporto 100/1 ne contiene 100.

I CT trasformano le correnti elevate in correnti basse facilmente misurabili, consentendo un monitoraggio preciso con amperometri standard o strumenti di misurazione: una capacità vitale per la manutenzione del sistema.

Le società di servizi pubblici si affidano ai CT per una misurazione e una fatturazione accurate dei consumi. La loro precisione influisce direttamente sull'equità della fatturazione.

I CT forniscono segnali di corrente ai relè di protezione che isolano rapidamente i guasti, prevenendo danni al sistema. Fungono da prima linea di difesa della rete elettrica.

• Rapporto di corrente: Abbinato all'intervallo di corrente del circuito primario
• Classe di precisione: Maggiore precisione per la misurazione, inferiore per la protezione
• Carico nominale: Impedenza massima consentita del circuito secondario
• Livello di isolamento: Appropriato per la tensione del circuito primario
• Metodo di installazione: Opzioni a parete, a sbarra o avvolte

• Centrali elettriche (monitoraggio dell'uscita del generatore)
• Sottostazioni (protezione di trasformatori e linee)
• Reti di distribuzione (monitoraggio del carico)
• Impianti industriali (protezione delle apparecchiature)
• Reti intelligenti (monitoraggio avanzato)

• CT digitali: Incorporazione dell'elaborazione del segnale per una maggiore precisione e diagnostica remota
• CT elettronici: Sostituzione dei principi elettromagnetici con sensori compatti e a risposta rapida
• CT a fibra ottica: Sfruttamento della misurazione basata sulla luce per una resistenza superiore alle interferenze
• CT intelligenti: Integrazione di algoritmi per la manutenzione predittiva e la valutazione delle condizioni

In quanto componenti fondamentali dell'infrastruttura elettrica, i trasformatori di corrente richiedono una corretta comprensione da parte dei professionisti del settore energetico. Solo attraverso una conoscenza completa dei principi e delle applicazioni dei CT possiamo garantire un'erogazione affidabile di elettricità: la linfa vitale della società moderna.