Un transformateur de courant toroïdal est un type de CT à fenêtre ou en anneau qui utilise un noyau magnétique toroïdal en forme de -donut-en forme de-comme composant magnétique principal. Le noyau toroïdal est généralement constitué d'un matériau à haute -perméabilité tel que l'acier au silicium, le permalloy ou la ferrite, ce qui permet au flux magnétique de circuler efficacement à travers le noyau avec des pertes minimales. L'enroulement secondaire est enroulé autour du noyau toroïdal et le conducteur primaire passe à travers l'ouverture centrale, agissant comme un enroulement primaire à un seul tour.
La géométrie toroïdale offre plusieurs avantages magnétiques importants. Le chemin magnétique fermé et continu d'un noyau toroïdal minimise les entrefers et réduit l'inductance de fuite, ce qui entraîne un couplage magnétique efficace entre les circuits primaire et secondaire. Ce couplage efficace se traduit par une précision de mesure élevée, une faible erreur de phase et des performances stables sur une large plage de courants primaires. La section circulaire-du noyau toroïdal répartit également le flux magnétique de manière uniforme, minimisant ainsi la concentration du flux et réduisant la distorsion harmonique dans le courant secondaire.
Les TC toroïdaux sont largement utilisés dans les applications de mesure de précision où la précision et la stabilité sont essentielles. On les trouve couramment dans les analyseurs de qualité d’énergie, les compteurs d’énergie, les instruments de laboratoire et les systèmes de surveillance industriels. Dans les applications haute -tension, les TC toroïdaux sont souvent utilisés dans les appareillages de commutation à isolation gazeuse -(GIS) et autres équipements compacts haute-tension où leurs performances magnétiques efficaces et leur taille compacte sont avantageuses.
L'une des considérations pratiques liées aux TC toroïdaux est que le conducteur primaire doit être acheminé à travers l'ouverture centrale lors de l'installation, ce qui nécessite généralement de déconnecter le circuit. Cela limite leur utilisation dans les applications de rénovation où l'interruption du circuit n'est pas possible. De plus, le noyau toroïdal doit être dimensionné de manière appropriée pour le conducteur primaire, et l'ouverture de la fenêtre doit accueillir le câble ou le jeu de barres sans jeu excessif qui pourrait affecter la précision des mesures.
Du point de vue des performances, les TC toroïdaux sont disponibles dans une large gamme de classes de précision et d'indices de charge. Les TC toroïdaux de haute-précision peuvent atteindre des classes de précision de 0,1 ou 0,2 pour les applications de laboratoire et d'étalonnage, tandis que les TC toroïdaux industriels standard sont généralement spécifiés à 0,5 ou 1. Les TC toroïdaux de qualité de protection-sont disponibles dans les classes 5P et 10P pour les applications de protection de relais.
En résumé, le transformateur de courant toroïdal représente le plus haut niveau de performances magnétiques parmi les TC de type fenêtre-. Son noyau toroïdal continu offre une excellente précision, une faible erreur de phase et un fonctionnement stable, ce qui en fait le choix préféré pour les mesures de précision et les applications de protection à haute fiabilité-. Les principales limitations sont les inconvénients d'installation et le coût plus élevé par rapport aux conceptions plus simples de type fenêtre ou barre-, mais pour les applications où la précision des mesures est primordiale, le CT toroïdal est souvent la meilleure option disponible.