8. Вимірювальні трансформатори

Вимірювальні трансформатори поділяються на трансформатори напруги та трансформатори сили струму. Їх застосовують у колах змінного струму для розширення меж вимірювання вимірювальних приладів та для ізоляції цих приладів від струмопровідних частин, що перебувають під високою напругою.

Трансформатори напруги конструктивно являють собою звичайні трансформатори малої потужності. Первинна обмотка такого транс­форматора вмикається у два лінійні проводи мережі, напруга якої вимірюється або контролюється; у вторинну обмотку вмикають вольт­метр або паралельну обмотку ватметра, лічильника тощо. Коефіці­єнт трансформації трансформатора напруги вибирають таким, щоб за номінальної первинної напруги напруга вторинної обмотки стано­вила 100 В.

Режим роботи трансформатора напруги аналогічний режимові хо­лостого ходу звичайного трансформатора, оскільки опір вольтметра або паралельної обмотки ватметра, лічильника і т.д. великий і силою струму у вторинній обмотці можна знехтувати. Ввімкнення у вторинну обмотку великої кількості вимірювальних приладів небажане. Якщо паралельно вольтметру, ввімкненому у вторинну обмотку трансформа­тора, приєднати ще один вольтметр або паралельну обмотку ватметра, лічильника і т. д., то сила струму у вторинній обмотці трансформато­ра збільшиться, що обумовить спад напруги на затискачах вторинної обмотки, і точність показів приладів знизиться.

Трансформатори сили струму служать для перетворення змінного струму. Їх виготовляють такими, щоб при великій номінальній силі струму первинного кола сила струму у вторинній обмотці становила 5 А. Первинна обмотка трансформатора сили струму вмикається в розріз лінійного проводу (послідовно з навантаженням), сила струму в якому вимірюється; вторинна обмотка замкнена на амперметр або на послідовну обмотку ватметра, лічильника тощо, тобто на вимірюваль­ний прилад з малим опором.

Режим роботи трансформатора сили струму суттєво відрізняється від режиму роботи звичайного трансформатора. У звичайному трансфор­маторі в разі зміни навантаження магнітний потік в осерді залиша­ється практично незмінним, якщо постійно прикладено напругу. Якщо у звичайному трансформаторі зменшити навантаження, тобто силу струму у вторинній обмотці, то і в первинній обмотці сила струму змен­шиться, і якщо вторинну обмотку розімкнути, то сила струму у пер­винній обмотці знизиться до сили струму холостого ходу І₀.

Під час роботи трансформатора сили струму його вторинна обмот­ка замкнена на вимірювальний прилад з малим опором і режим ро­боти трансформатора наближається до короткого замикання. Тому в магнітопроводі трансформатора магнітний потік малий. Якщо ро­зімкнути вторинну обмотку трансформатора сили струму, то струму в цій обмотці не буде, в той час як у первинній обмотці сила струму залишається незмінною.

Отже, якщо вторинна обмотка трансформатора сили струму розімкнена, то магнітний потік у магнітопроводі, який збуджений струмом первинної обмотки і не зустрічає розмагнічувальної дії струму вторинної обмотки, та ЕРС вторинної обмотки будуть дуже велики­ми, що небезпечно для цілості ізоляції цієї обмотки та для обслугову­ючого персоналу. Тому при вимкненні вимірювальних приладів із вторинної обмотки трансформатора сили струму цю обмотку треба замкнути накоротко.

Ввімкнення великої кількості вимірювальних приладів у вторин­ну обмотку трансформатора сили струму знижує точність вимірю­вання.

Конструкції трансформаторів сили струму залежно від призна­чення надзвичайно різноманітні й поділяються на стаціонарні та пе­реносні.

П ід час роботи вимірювальних трансформаторів напруги й сили струму можливий пробій ізоляції їхніх первинних обмоток і, як на­слідок, електричне з'єднання первинної обмотки з магнітопроводом або з вто­ринною обмоткою. Для безпеки обслуго­вування магнітопроводи та вторинні обмотки вимірювальних трансформато­рів заземлюють. Умовне позначення ви­мірювальних трансформаторів наведено на рис. 81.