TA Trasformatore amperometrico

Principio di funzionamento

Un TA è un trasformatore isolato dove il primario è un'unica spira (il cavo di carico che passa attraverso il toroide) e il secondario è avvolto sul nucleo toroidale. La corrente primaria Ip induce nel secondario una corrente Is secondo il rapporto di spire:

Is / Ip = Np / Ns (dove Np = 1 spira, Ns = numero spire secondario)

Esempio: TA 400/5 significa che 400 A primari si trasformano in 5 A secondari. Rapporto di trasformazione n = 400/5 = 80.

Il secondario rimane sempre chiuso (collegato all'amperometro o al wattmetro). Non lasciare mai il secondario aperto: il TA si smagnetizzerebbe e darebbe letture errate.

Classe di accuratezza

La classe di accuratezza specifica l'errore massimo nella misura della corrente secondaria a carico nominale:

• Classe 0,5: errore massimo ±0,5%. Usata per contatori di energia, misure di fatturazione. Ha fattore di sicurezza (FS) 5–10 × In.
• Classe 1: errore massimo ±1%. Misure generiche di controllo, wattmetri. FS tipico 5–10.
• Classe 3: errore massimo ±3%. Strumenti ausiliari, misure approssimate. FS 5–10.

Per misure di energia (fatturazione) si usa sempre classe 0,5. Per protezione di quadri (protezione sovraintensità ausiliari) è accettabile classe 3.

Rapporti di trasformazione standard

I TA per impianti civili-terziario usano tipicamente rapporti a secondario 5 A:

30/5 · 50/5 · 75/5 · 100/5 · 150/5 · 200/5 · 250/5 · 300/5 · 400/5

Meno comune il secondario 1 A, usato per misure ad alta precisione in laboratorio. La scelta del rapporto dipende dalla corrente massima attesa nel circuito primario. Ad esempio, per un quadro da 100 A si usa TA 100/5 o 150/5.

Connessione tipica

Primario: il cavo di carico passa attraverso il foro centrale del toroide. Una sola spira. Se il cavo fa più giri, il TA moltiplica: 2 giri = rapporto 2:1.

Secondario: collegato in serie all'amperometro o al circuito di misura. I due morsetti secondari sono contrassegnati (es. S1 e S2, o 2 e 5 in vecchia nomenclatura). Scambiare i morsetti inverte il segno della misura.

Barra di terra secondaria: molti TA hanno un morsetto aggiuntivo per mettere a terra il nucleo secondario, riducendo disturbi di modo comune.

Montaggio su barra DIN

I TA per quadri sono disponibili in due formati:

• Toroidi aperti (snap-on): apribili a guscio, inseribili senza scollegare il cavo. Pratici in retrofit, ma richiedono spazio e non sono adatti a correnti molto elevate.
• TA su barra DIN: corpo cilindrico montato su guida DIN, cavo primario entrante e uscente. Standard per quadri nuovi.

Sicurezza secondaria

Il secondario di un TA deve essere sempre cortocircuitato (chiuso) se non collegato a strumenti di misura. Un secondario aperto genera una sovratensione che può danneggiare l'isolamento e il nucleo. Alcuni quadri includono un morsetto di cortocircuito (jumper) per protezione.

In caso di guasto dell'amperometro o del contatore, il circuito secondario rimane aperto: il TA continua a funzionare al primario, ma la lettura diventa errata (tendente a infinito). Per sicurezza, un'apertura prolungata del secondario può causare riscaldamento eccessivo del TA.

Polarità e inversione fase

La polarità secondaria è critica per contatori multifase. Se un TA di una fase viene collegato con polarità invertita, il contatore di energia sottrae anziché sommare, dando misure sbagliate. I morsetti sono segnati (S1 primario, S2 uscita) per guidare il collegamento corretto.