چرا ثانویه ترانس جریان نباید باز بماند؟
ترانس جریان (CT) چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟
ترانس جریان یا Current Transformer که به اختصار CT نامیده می‌شود، یکی از تجهیزات مهم در تابلوهای برق صنعتی، پست‌های برق و سیستم‌های اندازه‌گیری و حفاظت است. وظیفه اصلی این تجهیز، تبدیل جریان‌های بالای مدار قدرت به جریان ثانویه استاندارد و متناسب با مشخصات آن است تا بتوان از این جریان برای اندازه‌گیری، پایش و عملکرد رله‌های حفاظتی استفاده کرد.
برای مثال، یک ترانس جریان با نسبت تبدیل 400/5A در شرایط نامی، در صورت عبور جریان 400 آمپر از اولیه، جریانی در حدود 5 آمپر در ثانویه ایجاد می‌کند؛ البته به شرط آنکه شرایط کاری و بار متصل به ثانویه در محدوده مجاز باشد.
نکته بسیار مهم این است که ثانویه ترانس جریان برخلاف ثانویه ترانس ولتاژ، نباید هنگام عبور جریان از اولیه به‌صورت مدار باز باقی بماند. بی‌توجهی به این موضوع می‌تواند به ایجاد ولتاژ خطرناک، آسیب به عایق‌بندی، خرابی تجهیز و حتی بروز قوس الکتریکی و انفجار منجر شود.
چرا باز ماندن ثانویه CT خطرناک است؟
برای درک این موضوع، ابتدا باید با نحوه عملکرد ترانس جریان آشنا شویم.
هنگامی که از سیم‌پیچ اولیه ترانس جریان، جریان عبور می‌کند، در هسته مغناطیسی شار ایجاد می‌شود. در شرایط عادی، جریان ثانویه با ایجاد نیروی محرکه مغناطیسی مخالف، اثر مغناطیسی جریان اولیه را تا حد زیادی خنثی می‌کند.
اما اگر مدار ثانویه باز شود، جریان ثانویه به صفر می‌رسد؛ در نتیجه، اثر خنثی‌کننده آن از بین می‌رود. در این وضعیت، شار هسته می‌تواند افزایش پیدا کند و ولتاژ القایی بسیار بالایی در سیم‌پیچ ثانویه ایجاد شود.
این ولتاژ ممکن است به چندین کیلوولت برسد؛ مقدار دقیق آن به طراحی CT، جریان اولیه، مشخصات هسته و شرایط کاری بستگی دارد. بنابراین، حتی اگر ولتاژ نامی ثانویه ترانس جریان فقط چند ولت به نظر برسد، در شرایط مدار باز ممکن است ولتاژ بسیار خطرناکی در ترمینال‌های آن ظاهر شود.
منبع فنی: Schneider Electric – خطر مدار باز در ثانویه CT
باز ماندن ثانویه ترانس جریان چه پیامدهایی دارد؟
۱. ایجاد ولتاژ بسیار بالا در ثانویه
مهم‌ترین پیامد مدار باز شدن ثانویه CT، ایجاد ولتاژ القایی بالا در ترمینال‌های ثانویه است. تماس مستقیم یا غیرمستقیم با این ترمینال‌ها می‌تواند موجب برق‌گرفتگی شدید شود.
۲. آسیب به عایق‌بندی سیم‌پیچ
افزایش ولتاژ می‌تواند تنش الکتریکی وارد بر عایق سیم‌پیچ ثانویه را افزایش دهد. اگر این تنش از حد تحمل عایق فراتر رود، احتمال تخریب عایق، اتصال داخلی و خرابی ترانس جریان وجود دارد.
۳. افزایش تلفات و داغ شدن هسته
در شرایط مدار باز، شار مغناطیسی و رفتار هسته از وضعیت عادی خارج می‌شود و ممکن است هسته وارد ناحیه اشباع شود. این شرایط می‌تواند باعث افزایش تلفات، داغ شدن و کاهش دقت CT شود؛ میزان آسیب به طراحی تجهیز و مدت‌زمان باقی ماندن در این وضعیت بستگی دارد.
۴. ایجاد قوس الکتریکی و احتمال انفجار
اگر ولتاژ ایجادشده باعث شکست عایقی یا تخلیه الکتریکی شود، ممکن است قوس الکتریکی شکل بگیرد. این پدیده می‌تواند به ترانس جریان، ترمینال‌ها و تجهیزات مجاور آسیب بزند و در شرایط خاص به آتش‌سوزی یا انفجار منجر شود.
بنابراین، عبارت «انفجار CT» بیانگر یک پیامد احتمالی و خطرناک است، نه اتفاقی که در تمام موارد مدار باز شدن ثانویه حتماً رخ می‌دهد.
در زمان تعویض آمپرمتر یا رله حفاظتی چه نکته‌ای را باید رعایت کنیم؟
یکی از موقعیت‌های پرخطر، زمانی است که تکنسین قصد دارد آمپرمتر، کنتور، رله حفاظتی یا تجهیز دیگری را از مدار ثانویه CT جدا کند؛ درحالی‌که جریان همچنان از اولیه عبور می‌کند.
اگر سیم ثانویه بدون رعایت روش ایمن جدا شود، مدار ثانویه باز خواهد شد و ممکن است ولتاژ خطرناکی ایجاد شود.
برای جلوگیری از این وضعیت، در بسیاری از تابلوها از ترمینال اتصال کوتاه مخصوص CT (CT Shorting Terminal Block) یا کلید تست دارای قابلیت اتصال کوتاه استفاده می‌شود. این تجهیزات امکان می‌دهند ابتدا مسیر ثانویه CT به‌صورت ایمن اتصال کوتاه شود و سپس تجهیز اندازه‌گیری یا حفاظتی از مدار جدا گردد.
ترتیب انجام کار باید مطابق طراحی ترمینال، دستورالعمل سازنده و روش اجرایی ایمن باشد. این عملیات باید توسط فرد صلاحیت‌دار و با رعایت الزامات ایمنی انجام شود.
نکات مهم برای جلوگیری از باز ماندن ثانویه CT هرگز ثانویه CT را هنگام عبور جریان از اولیه، بدون بار و به‌صورت مدار باز رها نکنید.
هنگام جدا کردن آمپرمتر، کنتور یا رله حفاظتی، از ترمینال اتصال کوتاه یا کلید تست مناسب استفاده کنید.
پیش از جدا کردن سیم‌ها، از برقرار بودن اتصال کوتاه مطمئن شوید و دستورالعمل سازنده را رعایت کنید.
ترمینال‌های ثانویه CT را صرفاً به دلیل پایین بودن جریان نامی ثانویه، بی‌خطر فرض نکنید.
در صورت مشاهده مدار باز احتمالی در ثانویه CT، به ترمینال‌ها دست نزنید و از نزدیک شدن به محل خطر خودداری کنید؛ ایمن‌سازی و بررسی مدار باید توسط نیروی متخصص و طبق دستورالعمل ایمنی انجام شود.
اتصال کوتاه ثانویه باید با تجهیزات مناسب و مطابق مشخصات CT انجام شود؛ اتصال کوتاه کردن ثانویه با روش‌های غیراصولی یا دست‌کاری مدار برق‌دار می‌تواند خطرناک باشد.
جمع‌بندی
ترانس جریان تجهیزی است که برای اندازه‌گیری و حفاظت به کار می‌رود، اما باز ماندن ثانویه آن در زمان عبور جریان از اولیه می‌تواند شرایط بسیار خطرناکی ایجاد کند. از افزایش ولتاژ القایی و تخریب عایق گرفته تا قوس الکتریکی، آسیب به تجهیزات و خطر برق‌گرفتگی، همگی از پیامدهای احتمالی این اشتباه هستند.
به همین دلیل، هنگام انجام تعمیرات، تعویض تجهیزات اندازه‌گیری یا تغییر سیم‌بندی مدار ثانویه، باید از باز ماندن ثانویه CT جلوگیری کرد و از روش‌های استاندارد اتصال کوتاه استفاده نمود.
به خاطر داشته باشید: یک اشتباه کوچک در مدار ثانویه ترانس جریان می‌تواند خسارت بزرگی به تجهیزات وارد کند و جان افراد را به خطر بیندازد.
سبد خرید