変流器の二次側は決して開回路状態で動作させてはなりません。-

電力計測および監視システムでは、外部変流器 (CT) を必要とするエネルギー メーターが普及しています。大電流を正確に感知する「目」です。ただし、この洗練されたシステムには、常に従わなければならない重要なルールがあります。変流器の二次側は決して開回路状態で動作させてはなりません。-。この記事では、このルールの背後にある原則と危険性について詳しく説明します。

コンテンツ

1. 変流器の通常の動作原理
2. 二次側が開放回路の場合の原理解析-
3. 変流器の二次側の開回路の危険性。
4. 結論

 

変流器の通常の動作原理

変流器（CT）は、電磁誘導の原理に基づいて動作する特殊なタイプの変圧器です。そのコア設計は「電流の削減」と「絶縁」に重点を置いています。

1. 構造: 通常、閉じた鉄心、巻数の少ない一次巻線 (主回路と直列に接続)、および巻数の多い二次巻線 (エネルギー メーターに接続) で構成されます。

2. 理想的な状態: ノーマルクローズ回路では、CT はほぼ「短絡-」状態で動作します。アンペールの回路法則と電磁誘導の法則により、一次電流I1により鉄心に交流磁束Φが発生し、二次側に電流I2が誘起されます。それらの間の関係は次のとおりです。

I1 × N1=I2 × N2 + Im×N1

ここで、N1 と N2 は一次巻線と二次巻線の巻数、Im は励磁電流です。設計では励起インピーダンスが大きいため、Im は非常に小さいため、理想的な場合は次のように単純化できます。

ここで、Kn は定格変換比で、たとえば 1000/5A です。このとき、一次側の大電流を二次側の小電流（通常は標準値5Aまたは1A）に正確に比例変換し、安全に測定します。同時に、CT の 2 次回路の電位は非常に低く (通常はわずか数ボルト)、安全な範囲内にあります。

二次側が開放回路の場合の原理解析-

端子の緩み、配線の断線、または試験中の偶発的な切断により二次回路がオープンになると、動作状態が壊滅的に変化します。

コアとなる物理プロセスは次のとおりです👇:

1. 消磁フィードバックの消失:通常の動作中、二次電流 I2 によって発生する磁束は一次電流 I1 によって発生する磁束と常に逆方向であり、鉄心に生じる磁束を低いレベルに制限する強力な「減磁」効果が生じます。回路が開くと I2=0 となり、消磁効果は瞬時にゼロになります。

2. 磁束の急速な飽和:アンバランスな一次アンペア ターン I1N1 は、-完全にエキサイティングなアンペア ターンに変換されます。-鉄心の断面積-は磁束密度が低くなるように設計されているため、鉄心はすぐに深い飽和状態に入ります。
ファラデーの電磁誘導の法則によれば、交流磁束は巻線全体に起電力を誘導します。磁束が急速に増加すると、二次巻線の両端に非常に高い電圧 U​​2 が誘導されます。

3. 高電圧の発生:電源周波数条件下では、一次電流が数百アンペアの場合、開回路の二次側の誘導電圧は容易に数千ボルトに達し、極端な場合には 10 キロボルトを超えることがあります。{0}}

変流器の二次側の開回路の危険性。

二次側開回路によって引き起こされる高電圧とそれに伴う現象は、一連の連鎖反応による危険を引き起こす可能性があります。-

1. 人員への感電の危険性

二次配線端子には数千ボルトの高電圧がかかり、重大な感電の危険が直接生じます。保守点検担当者が適切な保護をせずに誤ってこれらの端子に触れると、感電する可能性があります。

2. 機器の損傷

●絶縁破壊: 高電圧はまず、二次巻線ターン間、層間、または二次回路とアース間の絶縁を破壊し、CT に永久的な損傷を与えます。

●過熱・焼損: コアが高度に飽和すると、膨大な渦電流とヒステリシス損失が発生し、コアが過熱します。これにより、巻線の絶縁体が焼け、火災が発生する可能性があります。

● アークと爆発: 開回路点（緩んだ端子など）は、高電圧下で持続的なアークを生成します。-高温のアークは機器に損傷を与え、周囲の可燃物に発火する可能性があり、密閉されたキャビネット内に蓄積された高温ガスにより電気爆発を引き起こす可能性もあります。-

3. システム運用に対する危険性

測定の損失と失敗: CT- タイプの電力計の場合、入力電流がゼロになり、電力を測定できなくなります。これは従量制電力の損失につながり、貿易決済をめぐる紛争を引き起こす可能性があります。
危険な高電圧スパーク-: これらは発火源として機能するだけでなく、発生する強力な電磁パルスが近くの電子機器に干渉する可能性があります。

結論

変流器 (CT) の二次側の開回路は、電磁エネルギーの激しい蓄積を引き起こし、最終的には高電圧、強力なアーク、過熱の形で放出され、物理的に壊滅的なプロセスとなります。したがって、CT 回路に関わるすべての作業では、「断線の防止」を厳密に遵守する必要があります。

同時に、電力量計に接続されている変流器の二次側を接地する必要があります。これは「二次側断線厳禁」と合わせて、CTの運用・保守の二大鉄則です。接地すると、高電圧が接地線を通じて速やかに大地に放電され、機器の損傷や感電事故の原因となる二次側電位の急激な上昇を防ぎます。