Изграждане на потенциален трансформатор

Потенциалният или напътен трансформатор е стъпка-надолу трансформатор, използван за преобразуване на високите напрежения в дробни стойности. Измервателните прибори като амперметри, волтметри и ватметри са проектирани за работа при ниско напрежение. Препоключването на тези измервателни устройства директно към линии с високо напрежение за измервания може да ги причини да изгорят или да бъдат повредени. Затова се използва потенциален трансформатор за целите на измерване.

Основните обмотки на потенциалния трансформатор са директно свързани с линията за измерване, а вторичните му терминали са свързани с измервателния прибор. Потенциалният трансформатор преобразува високото напрежение на линията за измерване в дробна стойност, подходяща за измервателния прибор.

Конструкцията на потенциалния трансформатор е почти идентична с тази на силовия трансформатор, но има някои малки разлики:

• Конструкцията на потенциалния трансформатор взима предвид фактори като цена, ефективност и регулация. В сравнение, потенциалният трансформатор е проектиран с фокус върху параметрите на производителност. Специално, отношението между напрежението и броя на витките остава постоянно, а фазовата разлика между входния и изходния сигнал е минимизирана.

• Силовите трансформатори могат да срещнат проблеми с повишаване на температурата поради прекомерна нагласа. Тъй като изходът на потенциалния трансформатор е относително малък, проблемът с прекомерното затопляне не се появява в него.

Части на потенциалния трансформатор
По-долу са представени основните компоненти на потенциалния трансформатор.

Ядро

Ядрото на потенциалния трансформатор може да бъде от тип ядро или от тип обвивка. В трансформатор с тип ядро, обмотките обграждат ядрото. Напротив, в трансформатор с тип обвивка, ядрото обгражда обмотките. Трансформаторите с тип обвивка са проектирани за операции при ниско напрежение, докато трансформаторите с тип ядро се използват за приложения при високо напрежение.
Обмотки

Основните и вторичните обмотки на потенциалния трансформатор са разположени коаксиално. Тази конфигурация се приема, за да се минимизира утечката реактивност.
Бележка относно утечката реактивност: Не всичкият магнитен поток, генериран от основната обмотка на трансформатора, е свързан с вторичната обмотка. Малка част от магнитния поток е свързана само с една от обмотките, и това се нарича утечен магнитен поток. Утечният магнитен поток индуцира самореактивност в обмотката, с която е свързан. Реактивността, в общия случай, се отнася до противодействието, предлагано от елемент на верига към промяната на напрежението и тока. Тази самореактивност се нарича утечна реактивност.
В трансформатор с ниско напрежение, изолацията се поставя до ядрото, за да се намалят проблемите, свързани с изолацията. Единична обмотка служи като основна обмотка в трансформатор с ниско напрежение. Обаче, в голям трансформатор с високо напрежение, единичната обмотка се разделя на по-малки части, за да се намалят изискванията за изолация между слоевете.

Изолация

Хлопковата лента и камбик материалите често се използват като изолация между обмотките на потенциалния трансформатор. В трансформаторите с ниско напрежение, комбинираната изолация обикновено не се използва. Трансформаторите с високо напрежение използват масло като изолационна среда. Трансформаторите с класификация над 45кВА използват фарфор като изолатор.

Гнездо
Гнездото е изолирано устройство, което позволява свързването на трансформатора с външната верига. Гнездата на трансформатора обикновено са направени от фарфор. Трансформаторите, които използват масло като изолационна среда, използват маслено напълнени гнезда.
Трансформатор с две гнезда се използва в системи, където линията, към която е свързан, не е на земно напрежение. Трансформаторите, свързани с земно нейтрално, изискват само едно гнездо с високо напрежение.
Свързване на потенциалния трансформатор
Основната обмотка на потенциалния трансформатор е свързана с линията за високо напрежение, чийто напряжение трябва да бъде измерено. Вторичната обмотка на трансформатора е свързана с измервателния прибор, който определя големината на напрежението.