Un transformateur de mesure qui fournit un courant secondaire réduit proportionnel au courant primaire, permettant la mesure, le comptage et le déclenchement de protections pour des courants élevés tout en isolant et en adaptant la grandeur pour des instruments basse tension.

Principe

Un TC impose un rapport de courant fixe entre primaire et secondaire en régime linéaire ; sa précision dépend du rapport de spires, de la linéarité du noyau magnétique et de la charge secondaire connectée ; il ne doit jamais avoir son secondaire ouvert lorsque le primaire est sous tension.

Démonstration

Scénario illustratif → Un câble transportant 1000 A traverse un TC au rapport 1000:1. Le secondaire du TC fournit 1 A à un ampèremètre et aux entrées d’un relais ; le relais opère sur la valeur mise à l’échelle et les instruments restent à des tensions secondaires sûres.

Mauvaise application

Supposer qu’un TC met à l’échelle une tension plutôt qu’un courant, ou laisser le secondaire d’un TC ouvert sous charge. La première confusion porte sur la grandeur mesurée ; la seconde peut générer des tensions secondaires dangereuses et des erreurs de magnétisation du noyau.

Conséquence

Les TC permettent des mesures sûres et précises et fournissent des entrants aux systèmes de protection ; un choix de rapport incorrect, une charge excessive ou la saturation du noyau entraînent des erreurs de mesure, des défauts d’opération des relais ou des tensions secondaires dangereuses.

Inversion

À très basse fréquence, en présence d’un décalage continu (offset DC) ou d’une forte composante harmonique provoquant la saturation du noyau, la relation proportionnelle et la précision du TC se dégradent et des capteurs alternatifs (ex. bobines de Rogowski ou transducteurs DC) peuvent être nécessaires.

Limite

Clairement inclus : transformateur bobiné ou à fenêtre fournissant un courant secondaire mis à l’échelle pour systèmes AC. Cas limite : bobines de Rogowski qui délivrent une tension proportionnelle à di/dt et nécessitent intégration. Clairement exclu : résistances de shunt simples employées pour la mesure de courant DC sans isolation.

Tension sémantique

Précision versus Sécurité — obtenir une grande précision demande un faible fardeau secondaire et des noyaux serrés, alors que la sécurité impose des secondaires correctement cloisonnés et des caractéristiques qui peuvent limiter la précision en conditions de défaut.

Synthèse

Le transformateur de courant est à la fois un dispositif d’adaptation précis et une interface de sécurité : il rend les courants élevés mesurables pour instruments et relais, mais son emploi correct dépend du choix du rapport, de la gestion de la charge et de l’interdiction de l’ouverture du secondaire sous excitation primaire.