Quando si tratta di misurare la corrente elettrica, i trasformatori di corrente (TA) sono strumenti indispensabili nel settore dell'energia elettrica. I trasformatori di corrente tradizionali sono stati per lungo tempo la scelta standard, ma negli ultimi anni i trasformatori di corrente con bobina Rogowski sono emersi come una valida alternativa. In qualità di fornitore di trasformatori di corrente, ho avuto l'opportunità di lavorare con entrambi i tipi e di comprenderne le caratteristiche uniche. In questo blog esplorerò vantaggi e svantaggi dei trasformatori di corrente con bobina Rogowski rispetto a quelli tradizionali.
Vantaggi dei trasformatori di corrente con bobina Rogowski
Installazione non invasiva
Uno dei vantaggi più significativi dei trasformatori di corrente con bobina Rogowski è la loro installazione non intrusiva. A differenza dei TA tradizionali, che spesso richiedono l'interruzione del circuito primario per l'installazione, le bobine Rogowski possono essere facilmente fissate attorno al conduttore. Questa funzionalità è particolarmente utile nelle applicazioni di retrofit in cui lo spegnimento del sistema di alimentazione non è fattibile o è estremamente costoso. Ad esempio, in uno stabilimento industriale in cui il funzionamento continuo è fondamentale, l'installazione di una bobina di Rogowski CT può essere effettuata senza interrompere la produzione. Questa facilità di installazione riduce anche i costi di manodopera e il tempo necessario per l'installazione.
Ampia risposta in frequenza
Le bobine di Rogowski hanno una risposta in frequenza molto più ampia rispetto ai tradizionali TA. I TA tradizionali sono generalmente progettati per un intervallo di frequenza specifico, solitamente intorno alla frequenza di alimentazione (50 o 60 Hz). Al contrario, le bobine di Rogowski possono misurare con precisione le correnti su un'ampia gamma di frequenze, da pochi hertz a diversi megahertz. Ciò li rende adatti per applicazioni come la misurazione delle correnti armoniche nei sistemi di potenza, che stanno diventando sempre più importanti a causa dell'uso diffuso di carichi non lineari come gli azionamenti a frequenza variabile e l'elettronica di potenza. NostroTrasformatore di corrente serie RCTè un esempio di prodotto basato su bobina Rogowski che offre un'eccellente risposta in frequenza.
Leggero e flessibile
Le bobine Rogowski sono leggere e flessibili, il che le rende facili da maneggiare e installare in spazi ristretti. I TA tradizionali sono spesso ingombranti e rigidi, il che può rappresentare una sfida quando si ha a che fare con uno spazio di installazione limitato. La flessibilità delle bobine Rogowski consente loro di essere avvolte attorno a conduttori di forma irregolare o installate in aree dove i tradizionali TA non possono adattarsi. Ciò è particolarmente vantaggioso in applicazioni come la misurazione di correnti in sbarre collettrici o cavi con geometrie complesse.
Sicurezza
Le bobine di Rogowski sono intrinsecamente più sicure dei tradizionali TA. I TA tradizionali possono generare tensioni elevate sul lato secondario se il circuito secondario viene aperto mentre scorre la corrente primaria. Ciò può rappresentare un grave pericolo per la sicurezza del personale e delle apparecchiature. Al contrario, le bobine Rogowski non hanno un nucleo magnetico, quindi non c'è rischio di generazione di alta tensione in caso di circuito secondario aperto. Ciò li rende una scelta più sicura, soprattutto negli ambienti in cui la sicurezza è una priorità assoluta.
Conveniente - Efficace per applicazioni ad alta corrente
Per le applicazioni ad alta corrente, le bobine Rogowski possono essere più convenienti rispetto ai tradizionali TA. I TA tradizionali devono essere progettati con nuclei di grandi dimensioni e avvolgimenti pesanti per gestire correnti elevate, il che può aumentarne significativamente i costi. Le bobine di Rogowski, d'altro canto, non richiedono un nucleo magnetico di grandi dimensioni e la loro costruzione è relativamente semplice. Di conseguenza, possono essere più economici per misurare correnti elevate.
Svantaggi dei trasformatori di corrente con bobina Rogowski
Sensibilità ai campi magnetici esterni
Le bobine di Rogowski sono più sensibili ai campi magnetici esterni rispetto ai tradizionali TA. I campi magnetici esterni possono indurre tensioni indesiderate nella bobina di Rogowski, che possono influire sulla precisione della misurazione della corrente. Per ridurre al minimo questo effetto, sono necessarie tecniche di schermatura e installazione adeguate. In alcuni casi, potrebbe essere necessario installare una schermatura aggiuntiva attorno alla bobina Rogowski, il che può aumentare il costo complessivo e la complessità dell'installazione.
Precisione inferiore a correnti basse
Le bobine di Rogowski generalmente hanno una precisione inferiore a basse correnti rispetto ai tradizionali trasformatori di corrente. La tensione di uscita di una bobina di Rogowski è proporzionale alla velocità di variazione della corrente, il che significa che a correnti molto basse, la tensione di uscita può essere molto piccola e difficile da misurare con precisione. I TA tradizionali, invece, possono fornire misurazioni più accurate a basse correnti grazie al design del nucleo magnetico. Se è necessaria un'elevata precisione per le misurazioni a bassa corrente, i TA tradizionali potrebbero rappresentare una scelta migliore. NostroTrasformatore di corrente serie CAè un TA tradizionale che offre un'elevata precisione per un'ampia gamma di livelli di corrente.
Necessità del condizionamento del segnale
Le bobine Rogowski producono una tensione di uscita proporzionale alla velocità di variazione della corrente. Per ottenere il valore di corrente effettivo, è necessario integrare la tensione di uscita. Ciò richiede ulteriori circuiti di condizionamento del segnale, che aumentano la complessità e il costo del sistema di misurazione. Al contrario, i TA tradizionali forniscono una corrente di uscita direttamente proporzionale alla corrente primaria, quindi non è necessaria alcuna integrazione.
Disponibilità limitata di rapporti standard
I TA tradizionali sono disponibili in un'ampia gamma di rapporti standard, il che semplifica la selezione di un TA che soddisfi i requisiti specifici di una particolare applicazione. Al contrario, la disponibilità di rapporti standard per i TA con bobina di Rogowski è più limitata. Ciò può rendere più difficile trovare una bobina di Rogowski CT che corrisponda esattamente ai requisiti di una determinata applicazione e, in alcuni casi, potrebbero essere necessarie bobine di Rogowski progettate su misura, il che può aumentare i costi e i tempi di consegna.
Conclusione
Sia i trasformatori di corrente a bobina Rogowski che i trasformatori di corrente tradizionali presentano vantaggi e svantaggi. Le bobine Rogowski offrono vantaggi quali installazione non invasiva, ampia risposta in frequenza, design leggero e flessibile, sicurezza ed efficacia in termini di costi per applicazioni ad alta corrente. Tuttavia, presentano anche delle limitazioni, tra cui la sensibilità ai campi magnetici esterni, una minore precisione a basse correnti, la necessità di condizionamento del segnale e una disponibilità limitata di rapporti standard.
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Riferimenti
- "Trasformatori attuali: teoria, progettazione e applicazione" di John J. McPartland.
- Roger C. Dugan, Mark F.
- Letteratura tecnica di vari produttori di trasformatori di corrente.