I moderni sistemi elettrici richiedono un monitoraggio preciso per prevenire i rischi di sovraccarico, ottimizzare la distribuzione dell'energia e mantenere l'efficienza operativa. I trasformatori di corrente (CT) sono diventati componenti essenziali per raggiungere questi obiettivi in vari settori.

Un trasformatore di corrente (CT) è un trasformatore di strumento specializzato progettato per misurare la corrente alternata (AC) nei circuiti elettrici. Invece di misurare la corrente direttamente, i CT utilizzano l'induzione elettromagnetica per ridurre proporzionalmente i valori di corrente elevati a livelli più sicuri e misurabili.

Quando installata su un conduttore che trasporta corrente, la corrente alternata genera un campo magnetico nel nucleo del CT. Questo campo induce una corrente proporzionale nell'avvolgimento secondario, consentendo ai dispositivi di misurazione di monitorare in modo sicuro le condizioni del circuito.

• Nucleo magnetico: Costruito con materiali ad alta permeabilità per migliorare il flusso magnetico
• Avvolgimento primario: Il conduttore che trasporta la corrente misurata
• Avvolgimento secondario: Emette corrente ridotta agli strumenti di misurazione
• Isolamento: Assicura l'isolamento elettrico tra gli avvolgimenti

I CT svolgono funzioni critiche negli impianti di generazione di energia, nei sistemi di automazione industriale, negli edifici commerciali, nei data center e nelle installazioni di energia rinnovabile, consentendo una misurazione accurata della corrente e la protezione del sistema.

Caratterizzati da un circuito magnetico continuo, questi trasformatori offrono una precisione superiore, ma richiedono l'interruzione del circuito per l'installazione. Ideali per nuove installazioni in cui la precisione è fondamentale.

Con nuclei incernierati che si aprono per l'installazione, questi CT consentono il retrofitting senza interruzione del servizio. Sebbene leggermente meno precisi dei modelli a nucleo solido, forniscono soluzioni convenienti per i sistemi esistenti.

Le bobine di Rogowski offrono una misurazione flessibile per conduttori irregolari, mentre i CT a sequenza zero rilevano i guasti a terra. I misuratori a pinza combinano la funzionalità CT con capacità di misurazione portatili.

Una corretta selezione del CT richiede l'abbinamento del valore di corrente del trasformatore all'intervallo operativo del circuito. La maggior parte dei CT mantiene la precisione tra il 5-120% della loro capacità nominale, con prestazioni che si degradano oltre il 130%.

Espresse in percentuali (ad esempio, 0,1%, 1%), le classi di precisione indicano la precisione della misurazione entro intervalli di corrente specificati. I CT di classe 1.0 sono comunemente utilizzati nelle applicazioni di utilità.

I CT con uscita di corrente forniscono segnali tradizionali da 1A o 5A, mentre i modelli con uscita di tensione incorporano shunt interni per una misurazione più sicura a bassa tensione. Quest'ultimo è preferito per applicazioni ad alta potenza.

Una corretta installazione del CT richiede un'attenta attenzione all'orientamento, al cablaggio e ai protocolli di sicurezza. Le unità a nucleo solido richiedono la disattivazione del circuito, mentre i modelli a nucleo spezzato consentono l'installazione sotto tensione. Considerazioni critiche includono:

• Corretto allineamento direzionale (tipicamente lato primario verso la fonte di alimentazione)
• Collegamenti sicuri del circuito secondario per prevenire pericoli di circuito aperto
• Adeguata protezione ambientale per installazioni esterne

Un'efficace selezione del CT prevede la valutazione di:

• Requisiti dell'applicazione (nuove installazioni vs. retrofit)
• Intervalli di misurazione della corrente
• Specifiche di precisione
• Vincoli fisici
• Considerazioni di sicurezza

Il settore dei CT si sta evolvendo verso:

• CT intelligenti con connettività IoT integrata
• Precisione migliorata attraverso materiali avanzati
• Design compatti per applicazioni con spazio limitato
• Modelli wireless che eliminano i requisiti di cablaggio
• Unità autoalimentate che utilizzano la raccolta di energia

I trasformatori di corrente rimangono indispensabili per il monitoraggio elettrico in tutti i settori. Una corretta selezione, installazione e manutenzione garantiscono un funzionamento affidabile del sistema, consentendo al contempo l'ottimizzazione dell'energia e le funzioni di protezione.