Ct-Stromwandler

Das Funktionsprinzip eines Stromwandlers basiert auf elektromagnetischer Induktion, ähnlich einem herkömmlichen Transformator, jedoch mit einem besonderen, für die Stromwandlung optimierten Design. Ein Stromwandler besteht aus zwei Hauptwicklungen: der Primärwicklung und der Sekundärwicklung. Die Primärwicklung besteht normalerweise aus einer oder mehreren Windungen eines dicken Leiters, der direkt in Reihe mit dem Stromkreis geschaltet ist, der den zu messenden hohen Strom führt. Im Gegensatz dazu besteht die Sekundärwicklung aus einer Vielzahl dünner Drahtwindungen, die an Messgeräte (z. B. Amperemeter) oder Schutzrelais angeschlossen sind.

Wenn Wechselstrom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er einen magnetischen Wechselfluss im Eisenkern des Transformators. Dieser Fluss induziert eine elektromotorische Kraft (EMF) in der Sekundärwicklung und erzeugt einen Sekundärstrom, der proportional zum Primärstrom ist. Das Übersetzungsverhältnis des Stromwandlers – definiert als die Anzahl der Sekundärwindungen dividiert durch die Anzahl der Primärwindungen – bestimmt das Übersetzungsverhältnis. Beispielsweise wandelt ein Stromwandler mit einem Windungsverhältnis von 100:1 einen Primärstrom von 500 A in einen Sekundärstrom von 5 A um, der mit Standardinstrumenten sicher gemessen werden kann.

CTs werden je nach Anwendung und Genauigkeit in verschiedene Typen eingeteilt. Mess-Stromwandler sind für eine hohe Genauigkeit ausgelegt (typischerweise 0,1 bis 0,5 Genauigkeitsklasse), um eine präzise Strommessung für Abrechnung, Energieüberwachung und Systemanalyse sicherzustellen. Schutz-Stromwandler hingegen legen Wert auf Zuverlässigkeit und Sättigungseigenschaften gegenüber hoher Genauigkeit, da sie zur Erkennung von Fehlerströmen und zum Auslösen von Schutzrelais verwendet werden, um fehlerhafte Teile des Stromnetzes zu isolieren, Schäden an Geräten zu verhindern und die Sicherheit zu gewährleisten.

Sicherheit ist ein entscheidender Aspekt bei der Verwendung von CTs. Im Gegensatz zu Spannungswandlern darf die Sekundärwicklung eines Stromwandlers während des Betriebs niemals im Leerlauf sein. Ein offener Sekundärkreis kann zu extrem hohen Spannungen in der Sekundärwicklung führen und eine erhebliche Gefahr für Personal und Ausrüstung darstellen. Um dies zu vermeiden, sind die CT-Sekundärwicklungen immer an eine Last (Instrument oder Relais) angeschlossen oder kurzgeschlossen, wenn sie nicht verwendet werden.