Przekładnik prądowy – co to jest i jak działa?

Przekładnik prądowy to urządzenie umożliwiające pomiar dużych natężeń prądu przy wykorzystaniu mierników posiadających mniejsze zakresy pomiarowe. Dzięki niemu możemy dokonać przekształcenia parametru prądu z wartości występujących w sieci (po stronie pierwotnej) do parametrów potrzebnych do prawidłowej pracy urządzeń podłączonych do strony wtórnej. Przekładniki są również stosowane do zabezpieczeń zmontowanych w rozdzielnicach średnich napięć.

W układach pomiarowych przekładniki prądowe spełniają 3 główne zadania:

  • umożliwiają pomiary za pomocą mierników o niewielkim zakresie
  • oddzielają galwanicznie przyrządy od obwodu kontrolowanego
  • umożliwiają umieszczenie przyrządów w dużej odległości od obwodu kontrolowanego, co zabezpiecza przyrządy od wpływu pól magnetycznych danego obwodu

Przekładnik prądowy zasada działania

Przekładnik prądowy ma dwa uzwojenia – pierwotne i wtórne – które są nawinięte na wspólnym rdzeniu. Pozwala na pomiar dużych natężeń prądu, ponieważ przetwarza prąd płynący w obwodzie pierwotnym na prąd w obwodzie wtórnym.

Prąd wtórny jest proporcjonalny do prądu pierwotnego. Obwody pierwotny i wtórny są od siebie oddzielone galwanicznie, co umożliwia wykonanie bezpiecznych pomiarów. W przypadku przekładnika prądowego indukcyjnego (jednofazowego transformatora małej mocy pracującego w stanie zbliżonym do stanu zwarcia), jednego z najpowszechniej stosowanych można zastosować uproszczoną zależność:

ei 10 2009 przekladniki pradowe wzor1
ei 10 2009 przekladniki pradowe wzor2

gdzie:

  • Ip – wartość skuteczna prądu pierwotnego,
  • Is – wartość skuteczna prąd wtórnego,
  • Np – liczba zwojów uzwojenia pierwotnego,
  • Ns – liczba zwojów uzwojenia wtórnego.

Budowa przekładnika prądowego

Przekładnik prądowy to następujące elementy:

  • uzwojenie pierwotne,
  • uzwojenie lub uzwojenia wtórne,
  • rdzeń magnetyczny

Przekładniki prądowe nn

Przekładniki prądowe nn (niskiego napięcia) stosowane są do pomiarów prądów płynących w obwodach o wartościach do 25 000 A oraz układach zabezpieczeń w urządzeniach elektrycznych o najwyższym dopuszczalnym napięciu 0,72 kV lub maksymalnie 1,2 kV i częstotliwości 50 – 60 Hz. Najczęściej pracują w zakresie temperatur otoczenia od -25 do 50°C. Produkowane są w klasach dokładności 0,2; 0,5; 1; 3; 5 – przekładniki w klasach dokładności 0,2 i 0,5 są dopuszczone do legalizacji. Wytyczne co do klasy dokładności przekładników wydaje zakład energetyczny. 

Przekładniki prądowe sn

Przekładniki prądowe sn (średniego napięcia) przeznaczone są do pomiaru napięcia oraz prądu w sieciach powyżej 1 kV. Są używane do zasilania przyrządów pomiarowych oraz obwodów zabezpieczeniowych urządzeń elektroenergetycznych o najwyższym dopuszczalnym napięciu sieci 52 kV i częstotliwości 50 – 60 Hz. 

Podstawowe parametry przekładników prądowych

  • Ipn – znamionowy prąd pierwotny (wartość prądu pierwotnego, do którego odniesiona jest praca przekładnika)
  • Isn – znamionowy prąd wtórny (wartość prądu wtórnego, do którego odniesiona jest praca przekładnika)
  • Przekładnia rzeczywista (stosunek rzeczywistego prądu pierwotnego do rzeczywistego prądu wtórnego)
  • Kn – przekładnia znamionowa (stosunek znamionowego prądu pierwotnego do znamionowego prądu wtórnego)
  •  ΔI%  błąd prądowy (błąd, który przekładnik wprowadza do pomiaru prądu, wynikający z tego, że rzeczywista przekładnia nie jest równa przekładni znamionowej
Błąd prądowy przekłądnika prądowego

Jak podłączyć przekładnik prądowy

W zależności od typu i wyposażenia przekładnik nn może być mocowany na:

  • szynach prądowych,
  • szynach montażowych, kablach jednożyłowych lub żyłach kabla wielożyłowego,
  • płytach

Obwody prądowe między przekładnikiem a zasilaną aparaturą należy wykonać za pomocą przewodów miedzianych o przekroju nie mniejszym niż 2,5 mm2. Końce przewodów – po starannym usunięciu izolacji – należy umieścić w zaciskach wtórnych przekładników, a wkręty zacisków mocno dokręcić.

W przypadku zastosowania linki miedzianej na odizolowanym końcu należy zacisnąć tulejkę lub koniec ocynować. Podczas montażu należy zwrócić uwagę, czy zaciski wtórne przekładników posiadają podkładki sprężyste – brakujące podkładki należy uzupełnić. Odcinki obwodu prądowego zasilające aparaturę umieszczoną na drzwiach komór aparatowych należy wykonać miedzianymi linkami giętkimi w izolacji. Wiązki przewodów powinny być chronione przed uszkodzeniem mechanicznym.

Dobór przekładników prądowych w instalacji elektrycznej z inwerterem

Liczba przekładników niezbędnych do zastosowania jest zależna od liczby faz w wewnętrznej instalacji elektrycznej oraz liczby faz inwertera. Przekładniki prądowe należy zainstalować zgodnie z ich przeznaczeniem i schematem wg instrukcji montażu i uruchomienia systemu.