電流変圧器 (CT) は、大量の電流や直接測定できないレベルを測定するための計測/保護システムと共に使用されるデバイスです。これは、400、1000、および3000 Aの電流を5または1 Aの使用可能な値に変換します。この変化は、CTデバイスが従うべき特定の条件下で発生します：極性は正しく、負荷は正確でなければならず、電流が流れている間は二次配線が開回路にさらされることは決してありません。マニュアルには、CTと計測、リレー、監視デバイスとの配線接続に関する仕様、配線の段階的な設定方法、および三相モデルの配線方法が含まれています。.
デバイスに接続された一次電流または導体が変圧器P1およびP2を通過することが許可されている場合、二次端子P1およびP2で記録された読み取り値は、S1がすべてのケースでP1と一致しない可能性があるため、誤っている可能性があります。単一の変圧器を使用する場合、S1およびS2の接続はすべての三相接続に対して未使用です。単一のCTが使用される場合、S1およびS2の2つの直接接続が常に行われるため、他の接続方法は必要ありません。三相配線の場合、変圧器は「Y」またはスター接続方式を使用して接続され、S1は三つの計測入力に接続され、S2接続は上記のいずれかの方法に関係なく共通のスター点で接続される接合点で行われます。.
電流変圧器が何をするのか、接続が重要な理由
CTは、一次電流を取り、比例した二次電流を生成し、一次回路からの絶縁を保証することができる特殊な変圧器です。400/5 CTは、一次に400アンペアの電流が流れているときに二次で5アンペアを生成します。さらに、半負荷時には2.5アンペアを提供し、接続されたメーターまたはリレーはこの情報を解釈し、一次に戻します。.
| CTタイプ | 構造 | 一般的な使用 |
|---|---|---|
| バー一次（ウィンドウ）CT | 一次は固定バーまたはバスバーがウィンドウを通過します | スイッチギア、パネルメーター、既存のバーの周りのレトロフィット |
| 巻線一次CT | 一次は端子（P1/P2）に引き出された巻線です | 低比率および特別比率のアプリケーション |
| スプリットコアCT | 既存の導体の周りにクランプし、切断なしで使用します | レトロフィットエネルギー監視、サブメータリング |
| ブッシングCT | 変圧器またはブレーカーブッシングに組み込まれています | 変圧器およびスイッチギアの保護 |
| コアバランス（ゼロシーケンス）CT | すべての相導体が1つのコアを通過します | 接地故障検出および敏感な漏れ測定 |
CTを接続する方法を示す2つの重要な要素があります。二次電流の比率は、特定の一次電流に対してCTが提供する電流の量を意味します（例えば、400/5または1,000/1）。VAで示される負荷は、CTの性能に影響を与えずに接続しなければならない負荷（計測およびリレー）を示します。したがって、CTが正しい比率で動作していても、不適切に負荷がかかると、測定値は正確ではなくなります。.
端子と極性：P1、P2、S1、S2
CT端子は、文字が理解されると、配線が常に明確であるという確立された規則に従います：
| 端子 | 意味 | 接続ルール |
|---|---|---|
| P1 | 一次、極性がマークされた側 | 通常、電源（導体の入力側）を向いています |
| P2 | 一次、マークされていない側 | 負荷を向いています |
| S1 | 二次、P1に対応 | S1とマークされた機器入力に接続します（または「ライン」/極性入力） |
| S2 | 二次、P2に対応 | S2とマークされた機器入力に接続するか、三相回路のスター/共通点に接続します |
極性ルールは、 commissioning failures の主要な原因です。S1は常に機器のS1入力と一致し、P1は電源と一致しなければならないため、CTの向きまたはS1からS2への接続が変更されると、測定される電流が逆転します。方向に敏感な保護アプリケーションは失敗する可能性があり、輸入が輸出として表示される場合もあります。一方、KおよびLというマークは一部のメーカーによって使用されることがありますが、原則は同じです（KはP1に対応し、LはP2に対応します）。つまり、名板が配線を指示し、生活様式ではないということです。.
実際に使用する3つの配線構成
CTのほとんどの設置は、3つのタイプの構成に分かれています：
- 単一の機器と併用される1つのCT。1つのCTがメーターまたはセンサーと接続され、S1は機器のS1に接続され、S2は機器のS2に接続され、二次側は1か所で接地されます（通常は機器パネルで）。これは、専用フィーダーパネルまたはモーター電流監視のための標準的な使用方法です。三相、四線計測の場合は、同じ手順が3回繰り返されます。.
- 三相計測および保護のためのY構成での3つのCTの使用。ここでは、すべての3つのS1ワイヤーが対応する機器の電流入力に接続され、すべての3つのS2ワイヤーが単一のスター点に接続されます。このスター点は、二次が接地される点です。スター構成は、三相エネルギーメーターおよび電力メーターのデフォルト構成として使用され、相電流の正確なコピーを提供し、電流の不均衡のための経路も提供します。.
- コアバランスCTは、地絡故障検出に使用されます。この場合、すべての三相導体（および中性線、アプリケーションに応じて）は、1つのCTコアを通過します。通常の状態では、電流のベクトル和はゼロになり、CTの二次側はゼロを読み取ります。地絡故障が発生すると、電流の一部が中性線ではなく地面を通って戻り、地絡リレーによって検出される残留信号を生成します。このセットアップでは配線が簡素化されます（二次側のワイヤーはリレーに2本のみ接続されます）が、特定の物理的ルールを遵守する必要があります：他のワイヤーはコアを通過できず、ケーブルシールドやアーマーが残留電流を打ち消す並行経路を作成してはいけません。.
同じCTがメーターと保護リレーの両方にデータを提供する必要がある場合、2つの負荷は直列に配線されます（メーターが最初、その後リレー、またはCTに複数の二次側がある場合は代替コアを使用）し、並列または未使用のコアで接続してはいけません。残留接続の背後にある保護哲学は、私たちの 接地故障保護の基本 ガイドでさらに説明されています。.
CT接続図、説明
CT配線スキーマは、一次側から始まり、機器で終わるように読む必要があります。これは、図で示された三相メーター設置の例です：
| から | 確認するために | 導体 |
|---|---|---|
| 相A導体（ソース側） | CT-A P1 | 一次回路 — CT配線ではない |
| CT-A S1 | メーター電流入力 IA (S1) | 5-4 mm² 銅、600 V 定格 |
| CT-A S2 | スターポイント | S1と同じサイズ |
| CT-B S1 | メーター電流入力 IB (S1) | 同じサイズ |
| CT-B S2 | スターポイント | 同じサイズ |
| CT-C S1 | メーター電流入力 IC (S1) | 同じサイズ |
| CT-C S2 | スターポイント | 同じサイズ |
| スターポイント | 接地（1点のみ） | 地元の規則に従った接地導体 |
| 各S1/S2ペア | 短絡/テスト端子ブロック | CTと計測器の間に設置 |
プロジェクトに供給された配線図がある場合、それを主要なソース文書として使用する必要があります。ただし、インストールを最終決定する前に、次の3つの規則を使用して確認する必要があります：S1とS1のペアリングの使用、単一の接地ポイントの使用、および回路内の短絡機構の存在。これらの3つの側面における不一致は、不適切な試運転を引き起こし、安全でない条件を生じさせる可能性があります。.
ステップバイステップ：電流変圧器の配線方法
- 最初のステップは、CTデータを確認し、計測器の要求をチェックすることです。比率、精度評価、負荷（VA）、および極性マーキングのために名板を確認してください。計測器の入力定格（1 Aまたは5 A）がCT二次側と一致していることを確認してください。なぜなら、5 AのCTが1 Aの入力に接続されると、計測器は5倍の誤差で読み取り、不正確な結果をもたらし、入力が飽和する可能性があるからです。.
- デバイスは絶縁される必要があり、その後、死状態の確認が行われなければなりません。一次回路は電源を切り、適切なロックアウト/タグアウト措置が適用される必要があります。「一次回路が絶縁されていても、他のソースから電力が供給されているライブCT二次が存在する可能性がある」ことを忘れないことが重要であり、したがって、すべてのCT回路は他の証明がされるまでライブであると考慮することが重要です。.
- 次のステップは、二次回路をショートさせることです。テスト端子ブロックのショートリンクを閉じる必要があり、S1とS2を接続するために適切なショートデバイスを使用することもできます。この手順は、CTの故障の危険を排除します。.
- 次のステップは、P1およびP2の一次のポイントと、S2およびS1の二次のポイントを特定することを含む極性を見つけることです。一次の向き（P1がソースを指している場所）と物理的配置が図面と一致していることを確認することが不可欠です。.
- 適切な二次ケーブルを選択します。負荷および配線長に適したサイズの銅導体を使用する必要があり（標準2.5 mm²、600ボルト）、すべての三相を達成しながらシース内で電力導体を走らせないことを目指します。.
- 終端は、S1が機器のS1（極性）入力にあり、S2が二次入力にある状態で機器で行う必要があります。.
- 接地は通常、機器またはリレーパネルのいずれかのポイントでのみ行われることを確認してください。.
- 端子のトルク設定を製造元に従って確認し、比率ラベルを含むフェーズにラベルを適用します。.
- テストが開始される前にショートリンクを取り外し、比率と極性の確認を行う必要があります。.
- エネルギー供給回路をオンにして、すべての三相が現在の読み取りで記録されている状態で回路が機器で正しく読み取られるようにします。.
負荷とケーブルサイズ：ほとんどのインストーラーがスキップする計算
電流変圧器（CT）は、定格負荷を超えると正確ではなくなります。負荷の合計には、二次に接続されたすべてのデバイスと二次配線の抵抗が含まれます：
- 機器負荷：これは、メーターまたはリレーの製造元によって指定されたVA負荷（またはオーム）です。機器の種類によって異なる場合がありますが、一般的には最新の電子機器では電流入力あたり0.2-1 VAの範囲であり、古い電気機械式リレーではより高い負荷になります。.
- 配線負荷：配線抵抗は次のように計算されます：2 x 片道長さ x メートルあたりの抵抗（たとえば、2.5 mm²の銅配線の抵抗は約7.4オーム/km）、二次電流の二乗を掛けます。配線長によっては、配線負荷のために機器負荷が超過することは珍しくありません。.
- 接続負荷：端子およびテストブロック間の抵抗は一般的に小さいですが、配線の合計がCT負荷に近い場合、この値を含める必要があります。.
CTの定格を超える総負荷がある場合、正確な読み取りを提供できず、故障電流時に飽和する可能性があります - これは保護が最も必要な時です。可能な対策には、ケーブルの長さを短くすること、より大きな導体を使用すること、低負荷の機器を使用すること、またはより高いVA定格のCTを購入することが含まれます。.
精度クラス自体 - 計測用の0.5および1、保護用の5Pおよび10P - は、私たちの トランスフォーマー精度クラスガイド.
そして、負荷電流と故障レベルから最終的な銘板選択まで、特定の設置に対する比率選択ロジックは、私たちの 電流トランスフォーマー比率選択 記事に要約されています。.
テストと検証
CTが負荷を運ぶ前に正しく設置されていることを確認するために、3つのテストが使用されます：
| テスト | それが証明するもの | 方法 |
|---|---|---|
| 比率テスト | CTは、既知の一次電流に対して期待される二次電流を生成します | 定格電流の一部での一次注入、または大きなCT用の二次電圧方式 |
| 極性テスト | S1は真にP1に対応し、機器は前方電力を正しく読み取ります | 極性感度のある機器を用いたDCパルスまたは一次注入 |
| 絶縁と連続性 | 短絡または開放された二次導体がなく、地面への適切な絶縁があること | 通電前の絶縁抵抗と連続性のチェック |
通電後の確認も同様に重要です。CTの読み取り値を一次側のクランプメーターの読み取り値と比較し、すべての三相で読み取り値が一貫していることを確認し、地絡回路が健全なフィーダーでゼロの残留値を記録することを確認してください。CTが保護スキームの一部である場合、その調整とそれが依存する接地基準が私たちの トランス接地の基本 ガイドでさらに説明されています。.
安全規則と機器を損傷させる誤り
電流変圧器の二次側は、何かが間違うまで低電圧で少量の電流しか流れません。以下は電流変圧器回路を扱うための必須ガイドラインです：
- 一次回路が通電している間に電流変圧器回路の二次側を開けないでください。二次端子が開いていると、電流変圧器は非常に高い電圧（数百または数千ボルト）を生成しようとし、極端な過電圧状況、コアの飽和、過熱、さらには爆発や火災を引き起こす可能性があります。.
- 電流変圧器の二次側は一箇所でのみ接地してください。二箇所で接地すると、不要な電流が接地を通じて循環し、不正確な測定を引き起こし、保護機器の不必要なトリップを引き起こす可能性があります。.
- 短絡型のテストブロックでないスイッチやヒューズを電流変圧器回路に設置することは避けてください。標準回路は開放状態で失敗する可能性があり、開放回路と同じ状態を作り出します。.
- 予備の電流変圧器コアを開放したままにしないでください。未使用のコイルを短絡し、図面に記載してください。さもなければ、将来の技術者がサービス担当者にそれらが開放回路であると誤解させる可能性があります。.
- 各接続で適切な極性を守ることを確認してください。S1からS1、P1からソースへの接続は、後で変更できる任意の規則ではありません。.
- 電流変圧器の配線を電力および可変周波数ドライブ（VFD）ケーブルから遠ざけ、コアバランススキームの導体の一部だけを通過させないでください。.
記憶しておくべき他の2つの実用的なポイントは、電流トランスは、機器の入力定格がトランスの二次定格（1Aまたは5Aのいずれか）と一致するように接続しなければならず、一次導体はウィンドウを一方向にのみ通過させる必要があるということです。バーやケーブルをコアの逆方向に通すと、電流トランスの有効極性が逆転します。キャリブレーションのために取り外す必要があるメーターの場合、テストブロックは、機器がプラグを抜かれたときに自動的にCTを短絡するタイプであるべきです。メーターおよび計器トランスの周りの配線慣行については、私たちの 電流トランス設置ガイド.
よくある質問
電流トランスを使用することの欠点は何ですか？
いくつかの欠点があります。開回路の二次側は危険であり、深刻な怪我の可能性を生じさせます。接続負荷の計算は正確に行わなければならず、そうでなければ不正確な読み取りが生成されます。不正確な極性は、不正確な読み取りだけでなく、保護装置の故障を引き起こす可能性もあります。CTによって導入される小さな位相シフトは、測定にわずかな不正確さをもたらします。追加の費用とパネルスペースが必要です。適切なサイズが必要であり、そうでなければ、CTは故障状態で飽和します。最新の電子メーターは、これらの欠点に関連するいくつかの問題を軽減しますが、すべてを排除することはできません。.
電流トランスはどのように配線されますか？
CTを通して一次導体を接続するには、P1（電源側）とP2（負荷側）があり、またはラインはバー/ウィンドウを通過します。二次側はS1とS2となり、S1はP1に対応します。S1とS2は、単一のCTの場合はメーター、リレー、またはトランスデューサーに直接接続されるか、三相メーター用にスター構成で接続されます（メーターに三つのS1、接地されたスター点に結合された三つのS2など）。CTと機器の接合部には短絡/テスト端子ブロックが取り付けられています。.
トランスのどのワイヤーがどこに行くかは重要ですか？
すべてのトランスにとって重要ですが、CTには特有の要件があります。これは、リードが特定の極性（すなわち、S1がP1に相関する）を持っているためです。これらの2つのリードを逆にすると、電流が逆方向に流れ、不正確な電力読み取りと保護装置の故障の可能性を引き起こします。これは、一次および二次リードに関して両方のトランスに適用されます。.
電気トランスをどのように接続しますか？
CTのような計器トランスの場合：比率と負荷を確認し、トランスを隔離して死んでいることを確認し、二次側を短絡し、どのリードがP1に対応し、どのリードがS1に対応するかを特定します。S1とS2が計器のそれぞれの入力に接続されるように、適切なサイズの二次ケーブルを接続し、1点で二次側を接地し、接続をラベル付けしてトルクをかけ、接地を外します。そして最後に、極性と比率を確認するために既知の標準をシステムに注入します。電力トランスの接続プロセスはこの手順とは異なりますが、負荷に電力を供給する前に、個人が定格、極性、接地、およびテストを確認する必要があります。.
参考文献
結論
電流トランスの設置は重要な作業であるにもかかわらず、重要でない作業のように見えることがあります。電流トランスの機能は、ワイヤーを流れる一次電流の量をメーターまたはリレーにとって安全な読み取り値に減少させることです。したがって、長期的に見てこの作業がどれほど重要であるかがわかります。一次ワイヤー（P1）には電源までワイヤーを引き、二次ワイヤー（S1）は電流トランスからメーターまたはリレーに引きます。三相メーターを配線する場合、回路は星型パターンで配線し、地面に1点で接地する必要があります。残留電流にはコアバランスCTを使用し、負荷に応じて二次ワイヤーのサイズを適切に設定してください。負荷に電力を供給する前に、常にテストブロックを使用して回路を短絡し、一次側に電流が流れている限り回路を切断しないでください。最初に一次注入を使用して読み取り値を確認し、その後、将来の参照のためにシートに比率を記録してください。.