Многим известно, что трансформатор, это такой электротехнический аппарат, который преобразует напряжение, делая его больше или меньше. Поэтому немного странно слышать словосочетание «трансформатор тока«. Несмотря на это, данный прибор существует и предназначен для преобразования тока больших величин в ток, удобный для измерения и контроля с применением устройств управления и обычных измерительных приборов. Наряду с этим трансформаторы тока служат для изолирования измерительной и управляющей аппаратуры от высокого потенциала электросети, в которой производятся измерения или осуществляется контроль.
Трансформаторы тока подразделяют на приборы переменного и постоянного тока. Первые распространены наиболее массово и именно их чаще всего называют «трансформаторы тока». Вторые действуют по принципу магнитного усилителя и такой трансформатор представляет собой магнитопроницаемый сердечник с обмотками переменного и постоянного тока, дополнительный источник переменного напряжения и выпрямитель. Изменение величины проходящего по первичной обмотке постоянного тока меняет и магнитную проницаемость сердечника, что изменяет индуктивное сопротивление и силу тока в обмотке с переменным током. Выходной сигнал образуется с помощью выпрямителя и нагрузочных резисторов.
Как правило, первичная обмотка наиболее распространённого трансформатора тока (переменного) представляет собой один или несколько витков провода большого диаметра, так как включается в контролируемую цепь последовательно и должна выдержать протекание огромных токов. Вторичная обмотка, напротив, состоит из многочисленных витков провода небольшого сечения. К ней подключаются устройства управления и измерительные приборы с очень малым сопротивлением. Ток, проходящий по вторичной обмотке, обычно, прямо пропорционален величине тока в первичной обмотке.
Для удобства измерения и контроля коэффициент трансформации, являющийся основным параметром трансформатора тока, подбирают таким образом, чтобы можно было использовать стандартные приборы, поэтому номинальными токами вторичных обмоток являются 1, 5 и 10 ампер. Коэффициент указывают на корпусе трансформатора в виде соотношения токов первичной и вторичной обмоток (например, 50/5А). Трансформаторы тока изготавливают разных классов точности и напряжения, конструктивных исполнений, вида изоляции, способа установки и т.д.:
— по назначению дифференцируют на защитные, измерительные, промежуточные (с их помощью измерительные приборы включаются в цепи релейной защиты, выравнивают токи в дифференциальных защитах и т.п.) и лабораторные (отличаются высокой точностью, наличием множества вторичных обмоток для разных коэффициентов трансформаций);
— по методу установки делят на наружные (закрепляют в открытых РУ), закрытые, встроенные в электроустановки (трансформаторы, машины, выключатели, генераторы и т.д.), накладные (одевают на проходной изолятор – например, ввод силового высоковольтного трансформатора), переносные (для лабораторных испытаний и контрольных измерений);
— по устройству первичной обмотки классифицируют на шинные, одновитковые (стержневые) и многовитковые (с петлевой или восьмёрочной обмоткой — катушечные);
— по способу крепления трансформаторы для наружной и внутренней установки подразделяются на опорные и проходные;
— по виду изоляции трансформаторных обмоток группируют на сухую изоляцию (бакелит, фарфор, эпоксидная смола), бумажно-масляную и с компаундной изоляцией;
— по количеству ступеней трансформации различают одно- и двухступенчатые (каскадные);
— по номинальному напряжению делят на низковольтные (до 1000 вольт) и высоковольтные (свыше 1000 вольт).