Konstruksjon av spenningsoverfører

En potensial- eller spenningstransformator er en nivåtransformator som brukes for å omforme høy spenning til fraksjonell verdi. Måleenheter som strømmåler, spenningsmåler og effektmåler, er utformet for lavspenningsdrift. Å koble disse måleenhetene direkte til høy spenning for måling kan føre til at de brenner ut eller blir skadet. Derfor brukes en potensialtransformator til målingsformål.

Primærspolen i potensialtransformatoren kobles direkte til målingslinjen, og dens sekundærtakeler kobles til måleinstrumentet. Potensialtransformatoren konverterer den høye spenningen i målingslinjen til en fraksjonell verdi som er egnet for måleinstrumentet.

Konstruksjonen av en potensialtransformator er nesten identisk med den av en effekttransformator, men det er noen små forskjeller:

• Konstruksjonen av en potensialtransformator tar hensyn til faktorer som kostnad, effektivitet og regulering. I motsetning til dette, er en potensialtransformator utformet med fokus på ytelsesparametre. Spesielt er forholdet mellom spenning og antall vikter konstant, og fasenforskjellen mellom inngangssignalet og utgangssignalet er minimalisert.

• Effekttransformatorer kan møte oppvarmingsproblemer på grunn av overbelastning. Siden utgangen fra en potensialtransformator er relativt liten, forekommer ikke problemet med overoppvarming i den.

Delene i en potensialtransformator
Følgende er de nødvendige komponentene i en potensialtransformator.

Kjerne

Kjernen i en potensialtransformator kan være enten av kjernetype eller skalletype. I en transformator av kjernetype omgir spolene kjernen. Omvendt, i en transformator av skalletype, omgir kjernen spolene. Transformatorer av skalletype er utformet for lavspenningsdrift, mens transformatorer av kjernetype brukes for høy spenning.
Spoler

Primær- og sekundærspolene i en potensialtransformator er plassert koaksialt. Denne konfigurasjonen er valgt for å minimere lekkasjereaktanse.
Merknad om lekkasjereaktanse: Ikke all fluksen generert av primærspolen i en transformator er koblet til sekundærspolen. En liten andel av fluksen er knyttet bare til en av spolene, og dette kalles lekkasjeflux. Lekkasjefluxen inducerer selvreaktanse i spolen den er koblet til. Reaktanse refererer generelt til motstand som et kretselement gir mot endring i spenning og strøm. Denne selvreaktansen kalles lekkasjereaktanse.
I en lavspenningstransformator plasseres isolasjon ved siden av kjernen for å redusere isolasjonsrelaterte problemer. En enkelt spole fungerer som primærspole i en lavpotensialtransformator. Men i en stor potensialtransformator, deles den enkle spolen inn i mindre deler for å redusere isolasjonskravet mellom lag.

Isolasjon

Bomullstape og kambricmaterialer brukes ofte som isolasjon mellom spolene i en potensialtransformator. I lavspenningstransformatorer brukes ikke vanligvis sammensatt isolasjon. Høy spennings-transformatorer bruker olje som isolasjonsmedium. Transformatorer med en kapasitet over 45kVA bruker porselein som isolator.

Bushing
En bushing er et isolert enhet som muliggjør tilkoblingen av transformatoren til den eksterne kretsen. Bushingene i en transformator er vanligvis laget av porselein. Transformatorer som bruker olje som isolasjonsmedium, bruker oljefylte bushinger.
En to-bushing-transformator brukes i systemer der linjen den er koblet til, ikke er på jordpotensial. Transformatorer koblet til jordneutral trenger bare en høy spenning bushing.
Tilkobling av potensialtransformator
Primærspolen i en potensialtransformator kobles til høy spenningsoverføringslinjen hvis spenning skal måles. Sekundærspolen i transformatoren kobles til måleinstrumentet, som bestemmer størrelsen på spenningen.