تتطلب الأنظمة الكهربائية الحديثة مراقبة دقيقة لمنع مخاطر التحميل الزائد، وتحسين توزيع الطاقة، والحفاظ على الكفاءة التشغيلية. ظهرت محولات التيار (CTs) كمكونات أساسية لتحقيق هذه الأهداف عبر مختلف الصناعات.

محول التيار (CT) هو محول أجهزة متخصص مصمم لقياس التيار المتردد (AC) في الدوائر الكهربائية. بدلاً من قياس التيار مباشرة، تستخدم محولات التيار الحث الكهرومغناطيسي لتقليل قيم التيار المرتفعة بشكل متناسب إلى مستويات آمنة وقابلة للقياس.

عندما يتم تركيبه على موصل يحمل التيار، يولد التيار المتردد مجالًا مغناطيسيًا في قلب محول التيار. يحث هذا المجال تيارًا متناسبًا في الملف الثانوي، مما يسمح لأجهزة القياس بمراقبة ظروف الدائرة بأمان.

• القلب المغناطيسي: مصنوع من مواد عالية النفاذية لتعزيز التدفق المغناطيسي
• الملف الابتدائي: الموصل الذي يحمل التيار المقاس
• الملف الثانوي: يخرج تيارًا مخفضًا لأجهزة القياس
• العزل: يضمن العزل الكهربائي بين الملفات

تؤدي محولات التيار وظائف حيوية في منشآت توليد الطاقة، وأنظمة التشغيل الآلي الصناعية، والمباني التجارية، ومراكز البيانات، وتركيبات الطاقة المتجددة عن طريق تمكين قياس التيار الدقيق وحماية النظام.

تتميز هذه المحولات بدائرة مغناطيسية مستمرة، وتوفر دقة فائقة ولكنها تتطلب مقاطعة الدائرة للتركيب. مثالية للتركيبات الجديدة حيث تكون الدقة ذات أهمية قصوى.

بفضل القلوب المفصلية التي تفتح للتركيب، تمكن محولات التيار هذه من التعديل التحديثي دون انقطاع الخدمة. في حين أنها أقل دقة قليلاً من نماذج القلب الصلب، فإنها توفر حلولًا مريحة للأنظمة الموجودة.

توفر ملفات Rogowski قياسًا مرنًا للموصلات غير المنتظمة، بينما تكتشف محولات التيار ذات التسلسل الصفري أعطال الأرض. تجمع عدادات المشبك بين وظائف محول التيار وقدرات القياس المحمولة.

يتطلب الاختيار الصحيح لمحولات التيار مطابقة تصنيف التيار للمحول مع النطاق التشغيلي للدائرة. تحافظ معظم محولات التيار على الدقة بين 5-120٪ من سعتها المقدرة، مع تدهور الأداء بعد 130٪.

يتم التعبير عنها كنسب مئوية (مثل 0.1٪، 1٪)، وتشير فئات الدقة إلى دقة القياس ضمن نطاقات التيار المحددة. تُستخدم محولات التيار من الفئة 1.0 بشكل شائع في تطبيقات المرافق.

توفر محولات التيار ذات الإخراج الحالي إشارات تقليدية 1 أمبير أو 5 أمبير، بينما تدمج نماذج إخراج الجهد مقاومات داخلية لقياس آمن للجهد المنخفض. يفضل هذا الأخير للتطبيقات عالية الطاقة.

يتطلب التركيب الصحيح لمحولات التيار اهتمامًا دقيقًا بالتوجيه والأسلاك وبروتوكولات السلامة. تتطلب الوحدات ذات القلب الصلب إزالة تنشيط الدائرة، بينما تسمح نماذج القلب المقسم بالتركيب المباشر. تشمل الاعتبارات الهامة:

• المحاذاة الاتجاهية الصحيحة (عادةً الجانب الأولي باتجاه مصدر الطاقة)
• توصيلات الدائرة الثانوية الآمنة لمنع مخاطر الدائرة المفتوحة
• الحماية البيئية الكافية للتركيبات الخارجية

يتضمن الاختيار الفعال لمحولات التيار تقييم:

• متطلبات التطبيق (التركيبات الجديدة مقابل التعديل التحديثي)
• نطاقات قياس التيار
• مواصفات الدقة
• القيود المادية
• اعتبارات السلامة

تتطور صناعة محولات التيار نحو:

• محولات التيار الذكية مع اتصال إنترنت الأشياء المتكامل
• دقة محسنة من خلال المواد المتقدمة
• تصميمات مدمجة للتطبيقات المقيدة بالمساحة
• نماذج لاسلكية تزيل متطلبات الكابلات
• وحدات ذاتية التشغيل تستخدم حصاد الطاقة

تظل محولات التيار ضرورية للمراقبة الكهربائية عبر الصناعات. يضمن الاختيار والتركيب والصيانة المناسبة تشغيل النظام بشكل موثوق مع تمكين تحسين الطاقة والوظائف الوقائية.