Olhando para o interior de um grande painel elétrico ou de um armário de distribuição industrial pesado, é fácil assumir que todos os componentes estão mais ou menos a fazer a mesma coisa básica. Mas a redução de correntes eléctricas maciças e perigosas para uma corrente segura e mensurável requer alguns designs físicos distintos. Simplesmente não se pode usar a mesma peça de hardware para um pequeno circuito comercial de 10 amperes que se usaria para uma alimentação principal de 4000 amperes. Uma vez que cada ambiente elétrico é ligeiramente diferente, os engenheiros ao longo das décadas tiveram de criar várias formas de hardware. A transformador de corrente pode estar permanentemente aparafusado no lugar, ou pode simplesmente encaixar-se casualmente à volta de um fio. Compreender as diferentes formas e construções ajuda realmente a compreender como as redes eléctricas são monitorizadas.
Índice
O design clássico do transformador de corrente bobinado
Quando a maioria das pessoas imagina um componente elétrico tradicional, está provavelmente a visualizar algo como um transformador de corrente bobinada. Na verdade, parece um transformador convencional, apenas mais pequeno.
Nesta conceção, existe um enrolamento primário físico enrolado diretamente no interior da unidade. O fio elétrico pesado não passa simplesmente por ele; a energia liga-se fisicamente aos terminais do dispositivo, passa pelas bobinas internas e sai pelo outro lado.
Onde é que faz mais sentido
Esta configuração é normalmente instalada quando a carga eléctrica principal é relativamente baixa. Uma vez que a corrente primária é fisicamente enrolada à volta do núcleo interno algumas vezes, garante um nível de precisão muito elevado para medir cargas pequenas. No entanto, são volumosos. Ocupam bastante espaço numa calha DIN ou numa placa traseira, o que pode ser frustrante quando se lida com armários lotados.
Variações de transformadores de corrente de janela e toroidais
De longe, a forma mais comum encontrada em edifícios comerciais é o dispositivo do tipo janela (muitas vezes chamado de design toroidal). Trata-se essencialmente de um donut de plástico com material magnético no interior.
Ao contrário da versão com enrolamento, não existe qualquer enrolamento primário neste transformador de corrente. O próprio cabo elétrico pesado funciona como enrolamento primário, passando diretamente pelo orifício vazio no meio.
A beleza do núcleo dividido
Um grande fator de mudança nesta categoria é a variação de núcleo dividido. Os tipos de janelas mais antigos, de núcleo sólido, exigiam que o eletricista desligasse o cabo de alimentação principal, o passasse pelo orifício e o voltasse a ligar. O transformador de corrente de núcleo dividido evita completamente esta dor de cabeça, pois abre-se literalmente com uma dobradiça.
Existem algumas razões óbvias pelas quais estes são fortemente favorecidos no mundo real:
Permitem instalações de submedição de energia sem nunca desligar a eletricidade do edifício.
O tempo de instalação é basicamente reduzido de horas para meros minutos.
São muito flexíveis no caso de um fio ter de ser reencaminhado mais tarde.
Instalações de transformadores de corrente tipo barra para trabalhos pesados
Quando se trata de grandes fábricas industriais ou da principal fonte de alimentação de um arranha-céus inteiro, os fios normais já não são utilizados. Em vez disso, a eletricidade viaja através de barras de cobre sólidas e espessas (conhecidas como barramentos).
Nestes ambientes extremos, é utilizado um transformador de corrente do tipo barra. É um pouco semelhante ao design da janela, mas o circuito primário é o próprio barramento de cobre sólido ou de alumínio.
A instalação destes num quadro elétrico pesado obedece geralmente a uma sequência específica de acontecimentos:
O barramento metálico é desbloqueado numa junta específica durante uma paragem total da instalação.
O transformador de corrente é deslizado diretamente sobre a barra de cobre rígida.
Os parafusos de alta resistência são apertados de novo com binários específicos para evitar o sobreaquecimento.
Os fios secundários finos são encaminhados em segurança para longe do cobre de alta tensão exposto.
É robusto, permanente e foi concebido para permanecer intacto numa fábrica poeirenta durante trinta ou quarenta anos.
Modelos de transformadores de corrente de alta tensão para exterior
Também vale a pena notar que as coisas têm um aspeto completamente diferente no exterior. Se passarmos por uma subestação eléctrica no exterior, o equipamento não se parece com pequenos donuts de plástico. Um transformador de corrente de alta tensão tem vários metros de altura, envolto em porcelana pesada ou isoladores de silicone modernos.
Estas unidades maciças estão normalmente cheias de óleo mineral isolante ou de gás especializado (como o SF6) para evitar faíscas internas. Ficam na neve gelada e no calor abrasador do verão, reduzindo constantemente a potência bruta da rede de transmissão. É um animal completamente diferente em comparação com as variedades de interior, construídas para resistir literalmente a descargas atmosféricas e falhas maciças na rede. Se quiser saber mais sobre o transformador de corrente, leia O que é o transformador de corrente
FAQ
Um modelo de núcleo dividido pode ser tão exato como um núcleo sólido?
De um modo geral, os núcleos sólidos têm uma ligeira vantagem em termos de precisão perfeita, porque o núcleo magnético é uma peça de metal contínua e ininterrupta. No entanto, o fabrico moderno tornou as dobradiças e os fechos dos modelos de núcleo dividido incrivelmente apertados. Para a monitorização básica de energia comercial e faturação normal, a ligeira queda na precisão (muitas vezes apenas uma fração de um por cento) é completamente insignificante e vale bem a pena a conveniência da instalação.
Porque é que alguns modelos de janelas são rectangulares em vez de redondos?
Tudo se resume ao espaço físico. Quando se lida com barramentos de cobre espessos e planos ou com grupos de cabos paralelos bem apertados, um orifício perfeitamente redondo simplesmente não encaixa bem. Os modelos de janelas rectangulares são moldados especificamente para deslizarem perfeitamente sobre barras de metal planas, poupando espaço valioso dentro de um armário elétrico já apertado.
Necessita de um tipo específico de transformador de corrente para corrente contínua (CC)
Sim, sem dúvida. Todos os tipos tradicionais mencionados acima dependem inteiramente da corrente alternada (CA) para induzir o campo magnético. Não podem medir fisicamente a corrente contínua. Se um parque solar ou uma instalação de armazenamento de baterias precisar de medir cargas DC pesadas, têm de utilizar tecnologias completamente diferentes, como os sensores de efeito Hall, que são concebidos especificamente para configurações de energia não oscilantes.
