
I. Contexto da Solução
Em aplicações de alta precisão, como redes inteligentes, medição de energia renovável e monitorização de energia industrial, os transformadores de corrente de baixa tensão (LV CTs) convencionais frequentemente enfrentam desafios, incluindo precisão insuficiente, deriva significativa de temperatura e estabilidade a longo prazo deficiente. Para atender aos requisitos de medição de alta precisão de classe 0.2S/0.5S, esta solução propõe um design melhorado abrangente para LV CTs eletromagnéticos através da inovação de materiais do núcleo e otimização estrutural.
II. Soluções Técnicas Principais
- Materiais de Núcleo de Alta Permeabilidade Melhorados
• Fitas Ultrafinas de Liga Nanocristalina/Amorfa:
Os núcleos são enrolados com fitas de liga nanocristalina ou amorfa de 0,02-0,025mm de espessura, alcançando uma permeabilidade inicial (μi) superior a 1,5×10⁵ H/m. Isso reduz significativamente a corrente de excitação e minimiza erros de razão/fase.
• Otimização de Domínios Magnéticos:
O recozimento de campo magnético direcional elimina o estresse no núcleo, aumenta a uniformidade do fluxo e reduz as perdas de histerese sob harmônicas de alta frequência.
- Estruturas de Blindagem Magnética e Anti-Interferência
• Blindagem Magnética Compósita Multicamadas:
Camadas de blindagem dupla de Permalloy + malha de cobre são adicionadas em torno do núcleo para suprimir a interferência de campos magnéticos AC externos e mitigar efeitos de viés DC.
• Processo de Enrolamento Ortogonal:
Tecnologia de enrolamento ortogonal segmentado para enrolamentos secundários reduz a capacitância distribuída e a indutância de fuga, melhorando a resposta de frequência (desvio de precisão < ±0,1% na faixa de 1-5kHz).
- Compensação de Temperatura e Processamento de Sinal
• Circuito de Compensação de Temperatura Dinâmica:
Sensores NTC/PTC de alta linearidade integrados compensam em tempo real a deriva de temperatura na permeabilidade do núcleo e na resistência do enrolamento (coeficiente de deriva de temperatura ≤ ±10 ppm/°C).
• Resistor de Amostragem de Alta Estabilidade:
Resistores de folha metálica de baixa deriva (ΔR/R < ±5 ppm/°C) com conexões Kelvin de quatro terminais garantem a precisão da conversão corrente-tensão.
- Encapsulamento e Reforço de Isolamento
• Processo de Encapsulamento a Vácuo:
Encapsulamento com resina epóxi de alta pureza a 10⁻³ Pa elimina bolhas e estresse interno, aumentando a resistência mecânica e a estabilidade térmica.
• Arquitetura de Isolamento Multicamadas:
Filme de poliimida + camada compósita de silicone alcança resistência dielétrica >15 kV/mm e descarga parcial <5 pC (@1,5Ur).
III. Vantagens de Desempenho
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Parâmetro
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CT Convencional
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Esta Solução
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Melhoria
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Classe de Precisão
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0,5-1,0
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0,2S/0,5S
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Erros de razão/fase ↓50%
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Coef. de Deriva de Temperatura
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±100 ppm/°C
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±10 ppm/°C
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10x mais estável
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Estabilidade a Longo Prazo
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±0,3%/ano
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±0,05%/ano
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Erro ao longo da vida controlável
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Erro de Fase (1%In)
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>30'
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<5'
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Precisão de fase ↑6x
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Temperatura de Operação
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-25°C~+70°C
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-40°C~+85°C
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Maior adaptabilidade a ambientes extremos
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IV. Cenários de Aplicação
Esta solução é particularmente adequada para:
• Medição de Energia: Medidores inteligentes, sistemas de automação de rede de distribuição (compatíveis com o padrão IEC 61869-2)
• Monitorização de Energia Renovável: Amostragem de corrente de alta precisão em inversores PV e sistemas de armazenamento de energia
• Controle Industrial: Detecção de corrente de falha em VFDs e dispositivos de proteção de motores
• Padrões Laboratoriais: Servindo como transformadores padrão de classe 0,2S para transferência de valor