बिजली मीटरिंग और निगरानी प्रणालियों में, बाहरी वर्तमान ट्रांसफार्मर (सीटी) की आवश्यकता वाले ऊर्जा मीटर सर्वव्यापी हैं; वे बड़ी धाराओं को सटीक रूप से महसूस करने के लिए हमारी "आँखें" हैं। हालाँकि, इस परिष्कृत प्रणाली के भीतर एक महत्वपूर्ण नियम निहित है जिसका हमेशा पालन किया जाना चाहिए: वर्तमान ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष को कभी भी खुली स्थिति में संचालित नहीं किया जाना चाहिए। यह लेख इस नियम के पीछे के सिद्धांतों और खतरों पर प्रकाश डालेगा।
वर्तमान ट्रांसफार्मर का सामान्य कार्य सिद्धांत
करंट ट्रांसफार्मर (सीटी) एक विशेष प्रकार का ट्रांसफार्मर है जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत के आधार पर संचालित होता है। इसका मुख्य डिज़ाइन "वर्तमान कमी" और "अलगाव" पर केंद्रित है।
1. संरचना: इसमें आमतौर पर एक बंद लोहे की कोर, कम घुमाव वाली एक प्राथमिक वाइंडिंग (मुख्य सर्किट के साथ श्रृंखला में जुड़ी हुई), और अधिक घुमाव वाली एक माध्यमिक वाइंडिंग (ऊर्जा मीटर से जुड़ी) होती है।
2. आदर्श स्थिति: सामान्य रूप से बंद सर्किट में, सीटी लगभग "शॉर्ट-सर्किट" स्थिति में काम करता है। एम्पीयर के सर्किट नियम और विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, प्राथमिक धारा I1 लौह कोर में एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करता है, जो बदले में द्वितीयक पक्ष में एक धारा I2 प्रेरित करता है। उनके बीच संबंध है:
I1 × N1=I2 × N2 + Im×N1
जहां N1 और N2 प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग के घुमावों की संख्या हैं, और Im उत्तेजना धारा है। डिज़ाइन में बड़ी उत्तेजना प्रतिबाधा के कारण, Im बहुत छोटा है, इसलिए आदर्श मामले में, इसे सरल बनाया जा सकता है:
यहां, Kn रेटेड परिवर्तन अनुपात है, उदाहरण के लिए, 1000/5A। इस समय, उपकरण द्वारा सुरक्षित माप के लिए प्राथमिक पक्ष पर बड़े प्रवाह को सटीक और आनुपातिक रूप से द्वितीयक पक्ष पर एक छोटे वर्तमान (आमतौर पर 5 ए या 1 ए का मानक मूल्य) में परिवर्तित किया जाता है। साथ ही, सीटी के सेकेंडरी सर्किट की क्षमता बहुत कम है (आमतौर पर केवल कुछ वोल्ट), जो एक सुरक्षित सीमा के भीतर है।
जब द्वितीयक पक्ष खुला होता है तो सिद्धांत विश्लेषण - परिचालित होता है
जब परीक्षण के दौरान ढीले टर्मिनलों, टूटे तारों या आकस्मिक वियोग के कारण द्वितीयक सर्किट खुला हो जाता है, तो इसकी परिचालन स्थिति में भयावह परिवर्तन होता है।
| संचालन की स्थिति | सामान्यतः बंद | सेकेंडरी ओपन सर्किट |
|---|---|---|
| द्वितीयक धारा I₂ |
वर्तमान, I₁ के समानुपाती | I₂ = 0 |
| कोर चुंबकीय प्रवाह Φ |
I₂ द्वारा उत्पादित डिमैग्नेटाइजिंग फ्लक्स निम्न स्तर को बनाए रखते हुए कोर फ्लक्स को प्रभावी ढंग से दबा देता है | दमन खो गया; प्रवाह तेजी से अत्यधिक उच्च स्तर तक संतृप्त होता है |
| माध्यमिक वोल्टेज U₂ |
बहुत कम (कुछ वोल्ट) | कई किलोवोल्ट से लेकर दसियों किलोवोल्ट तक की रेंज में प्रेरित उच्च वोल्टेज |
| भौतिक प्रकृति | मजबूत युग्मन, गहरी नकारात्मक प्रतिक्रिया: मैं Φ में बदलाव का कड़ा विरोध करता हूं | फीडबैक बाधित, ऊर्जा संचय: सभी प्राथमिक एम्पीयर - मोड़ (I₁N₁) का उपयोग चुंबकत्व के लिए किया जाता है |
मुख्य भौतिक प्रक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
1. विचुंबकीय प्रतिक्रिया का गायब होना:सामान्य ऑपरेशन के दौरान, द्वितीयक धारा I2 द्वारा उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह हमेशा प्राथमिक धारा I1 द्वारा उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह की दिशा के विपरीत होता है, जिससे एक मजबूत "डीमैग्नेटाइजिंग" प्रभाव पैदा होता है जो लौह कोर में परिणामी चुंबकीय प्रवाह को निम्न स्तर तक सीमित कर देता है। सर्किट खुलने के बाद, I2=0, और डीमैग्नेटाइजिंग प्रभाव तुरंत शून्य हो जाता है।
2. चुंबकीय प्रवाह की तीव्र संतृप्ति:असंतुलित प्राथमिक एम्पीयर {{0}टर्न I1N1 पूरी तरह से रोमांचक एम्पीयर {{3}टर्न में परिवर्तित हो जाते हैं। चूंकि लौह कोर क्रॉस - अनुभागीय क्षेत्र कम चुंबकीय प्रवाह घनत्व के लिए डिज़ाइन किया गया है, लौह कोर जल्दी से गहरी संतृप्ति की स्थिति में प्रवेश करता है।
फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, प्रत्यावर्ती चुंबकीय प्रवाह वाइंडिंग में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करता है। चुंबकीय प्रवाह में तेजी से वृद्धि के साथ, द्वितीयक वाइंडिंग में एक अत्यंत उच्च वोल्टेज U2 प्रेरित होगा।
3. उच्च वोल्टेज का उत्पादन:बिजली आवृत्ति स्थितियों के तहत, कई सौ एम्पीयर की प्राथमिक धारा के लिए, खुले -परिचालित माध्यमिक पक्ष पर प्रेरित वोल्टेज आसानी से कई हजार वोल्ट तक पहुंच सकता है, और चरम मामलों में, यह 10 किलोवोल्ट से अधिक हो सकता है।
वर्तमान ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष पर खुले सर्किट के खतरे।
द्वितीयक ओपन सर्किट के कारण उत्पन्न उच्च वोल्टेज और संबंधित घटनाएँ श्रृंखला प्रतिक्रिया खतरों की एक श्रृंखला को ट्रिगर कर सकती हैं।
1. कार्मिकों को बिजली का झटका लगने का खतरा
सेकेंडरी वायरिंग टर्मिनलों पर हजारों वोल्ट का उच्च वोल्टेज मौजूद होता है, जो सीधे तौर पर गंभीर बिजली के झटके का खतरा पैदा करता है। यदि रखरखाव और निरीक्षण कर्मी उचित सुरक्षा के बिना गलती से इन टर्मिनलों को छू लेते हैं तो उन्हें बिजली का झटका लग सकता है।
2. उपकरण क्षति
● इन्सुलेशन टूटना: उच्च वोल्टेज सबसे पहले द्वितीयक वाइंडिंग घुमावों के बीच, परतों के बीच, या द्वितीयक सर्किट और जमीन के बीच इन्सुलेशन को बाधित करेगा, जिससे सीटी की स्थायी क्षति होगी।
● ज़्यादा गरम होना और जलन होना: कोर के अत्यधिक संतृप्त हो जाने के बाद, यह भारी भंवर धारा और हिस्टैरिसीस हानि उत्पन्न करता है, जिससे कोर अत्यधिक गर्म हो जाता है। इससे वाइंडिंग का इंसुलेशन जल सकता है और यहां तक कि आग भी लग सकती है।
● चाप और विस्फोट: खुले सर्किट बिंदु (जैसे ढीले टर्मिनल) उच्च वोल्टेज के तहत निरंतर चाप उत्पन्न करेंगे। आर्क का उच्च तापमान उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है, आसपास की ज्वलनशील सामग्री को प्रज्वलित कर सकता है, और बंद अलमारियों में जमा उच्च तापमान वाली गैस विद्युत विस्फोट का कारण भी बन सकती है।
3. सिस्टम संचालन के लिए खतरे
मापन हानि और विफलता: सीटी-प्रकार के बिजली मीटरों के लिए, इनपुट करंट शून्य हो जाता है, जिससे वे बिजली मापने में असमर्थ हो जाते हैं। इससे मीटर वाली बिजली का नुकसान होता है और व्यापार निपटान पर विवाद शुरू हो सकता है।
खतरनाक उच्च -वोल्टेज स्पार्क्स: ये न केवल एक इग्निशन स्रोत के रूप में कार्य करते हैं, बल्कि वे जो तीव्र विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न करते हैं, वे आस-पास के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में भी हस्तक्षेप कर सकते हैं।
निष्कर्ष
वर्तमान ट्रांसफार्मर (सीटी) के द्वितीयक पक्ष पर एक खुला सर्किट विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के एक हिंसक संचय को ट्रिगर करता है, जो अंततः उच्च वोल्टेज, मजबूत आर्क और ओवरहीटिंग के रूप में जारी होता है - एक भौतिक विनाशकारी प्रक्रिया। इसलिए, सीटी सर्किट से जुड़े सभी कार्यों में, "खुले सर्किट को रोकना" एक सख्ती से पालन की जाने वाली प्रक्रिया होनी चाहिए।
उसी समय, ऊर्जा मीटर से जुड़े वर्तमान ट्रांसफार्मर के द्वितीयक पक्ष को ग्राउंड किया जाना चाहिए। यह, "द्वितीयक पक्ष पर खुले सर्किट को सख्ती से प्रतिबंधित करने" के साथ, सीटी संचालन और रखरखाव के लिए दो मुख्य सख्त नियम हैं। ग्राउंडिंग उच्च वोल्टेज को ग्राउंडिंग तार के माध्यम से जमीन पर जल्दी से डिस्चार्ज करने की अनुमति देता है, जिससे माध्यमिक साइड क्षमता में अचानक वृद्धि को रोका जा सकता है जिससे उपकरण क्षति या बिजली के झटके से दुर्घटना हो सकती है।