Trasformatori di corrente per contatori: scelta, dimensionamento e collegamento

Non appena la corrente di carico supera quanto il contatore sopporta direttamente. L’EMU Professional II misura in diretta fino a 100 A per fase. Oltre, i trasformatori di corrente misurano la corrente e la riportano a 5 A o 1 A, che il contatore elabora.

Il conduttore primario forma l’avvolgimento primario, di solito con una sola spira attraverso la finestra. La corrente genera un campo magnetico nel nucleo che induce nell’avvolgimento secondario una corrente proporzionalmente più piccola. Il rapporto tra i numeri di spire determina il rapporto di trasformazione.

Con 250 A di corrente primaria il trasformatore fornisce 5 A al secondario. Il rapporto è lineare: 125 A al primario danno 2,5 A al secondario. Questo rapporto deve essere memorizzato nel contatore, altrimenti i valori visualizzati non sono corretti.

Il trasformatore a nucleo chiuso è un anello chiuso. Viene infilato sul cavo o sulla sbarra durante la costruzione dell’impianto, il che richiede di interrompere una volta il conduttore. Il trasformatore apribile si apre e si posa attorno a un conduttore esistente, permettendo quindi il retrofit senza sciogliere il cablaggio.

I trasformatori a nucleo chiuso EMCT sono classificati secondo DIN EN 61869-2, quelli apribili della serie TQ secondo IEC 60044-1. Entrambe le norme definiscono le classi di precisione e le condizioni alle quali valgono.

EMU consiglia un campo di lavoro dal 5 al 120 per cento della corrente nominale. Sotto il 5 per cento l’errore relativo diventa grande, sopra il 120 per cento il nucleo esce dal campo lineare. Determinante è la corrente di carico effettiva, non la protezione.

Meglio di no. La protezione dice che cosa può fluire al massimo, non che cosa fluisce abitualmente. Gli impianti sono spesso protetti con generosità e funzionano quotidianamente a una frazione di quel valore. Un trasformatore scelto in base al fusibile misura allora in permanenza nella zona bassa, imprecisa.

Per la fatturazione e la delimitazione delle quantità di terzi è usuale la classe 0,5 o migliore. Per il semplice monitoraggio e il rilevamento dei picchi basta la classe 1. La precisione complessiva della misura è limitata dal più debole dei due componenti, contatore e trasformatore.

Il carico è ciò che il trasformatore deve alimentare al secondario: contatore, morsetti e linea di misura insieme, espressi in VA. Se il carico effettivo supera quello nominale, il trasformatore non rispetta più la sua classe di precisione.

Con 5 A al secondario sono usuali 2,5 mm², di più su percorsi lunghi. La resistenza della linea entra direttamente nel carico. Con 1 A al secondario questo influsso è nettamente minore, perché le perdite crescono con il quadrato della corrente.

Un trasformatore di corrente si comporta come una sorgente di corrente. Se il circuito secondario viene aperto mentre scorre la corrente primaria, il trasformatore porta il nucleo in saturazione e sui morsetti S1 e S2 nascono picchi di tensione pericolosamente elevati. Questo può distruggere il trasformatore e mettere in pericolo le persone.

Un blocco di morsetti di misura con ponticelli di cortocircuito tra trasformatore e contatore permette di chiudere il circuito secondario prima di scollegare il contatore. Senza questi morsetti l’impianto deve essere messo fuori tensione a ogni sostituzione del contatore. Il blocco andrebbe previsto già alla prima installazione.

Chiudere dapprima i ponticelli di cortocircuito nel blocco di morsetti e verificare il contatto. Scollegare poi le linee verso il contatore, collegare il nuovo contatore e impostare il rapporto di trasformazione. Aprire infine i ponticelli e verificare la plausibilità dei valori rispetto al carico noto.

P1 e P2 contrassegnano il lato primario e quindi il senso di passaggio: P1 è rivolto verso l’alimentazione, P2 verso il carico. S1 e S2 sono i morsetti secondari verso il contatore. Se P1 e P2, oppure S1 e S2, vengono invertiti, il segno si inverte e il contatore conta il prelievo come immissione.

In molte installazioni un lato del circuito secondario viene messo a terra, per disporre di un potenziale definito in caso di guasto. Che cosa valga concretamente dipende dalle prescrizioni d’installazione e dal gestore di rete. Questa domanda va chiarita prima del montaggio, non dopo.

Secondo l’articolo 13 capoverso 1 dell’ordinanza del DFGP sugli strumenti di misurazione dell’energia e della potenza elettriche (OSMEP, RS 941.251) la validità della verificazione dei trasformatori di misura induttivi e capacitivi è illimitata. Per altri tipi di trasformatori l’Ufficio federale può fissare caso per caso un termine di riverificazione in sede di approvazione.

Sì. L’esenzione vale solo per i trasformatori, non per il contatore: i contatori elettronici di energia attiva devono essere riverificati ogni dieci anni secondo l’articolo 6 OSMEP. La procedura statistica a campione ammessa per i contatori a misura diretta secondo l’allegato 4 vale espressamente solo senza trasformatori a monte.

Sì, purché gli strumenti di misura impiegati soddisfino i requisiti del diritto metrologico e il rapporto di trasformazione sia correttamente memorizzato e documentato. La delimitazione verso la rete resta compito del gestore della rete di distribuzione.