Ces dispositifs discrets jouent un rôle crucial pour assurer la sécurité électrique et la mesure précise de l'énergie. Mais comment ces composants apparemment simples capturent-ils avec précision les informations de courant dans des environnements électriques complexes ?

Les transformateurs de courant constituent une partie indispensable des systèmes de distribution d'énergie, largement utilisés dans les applications de mesure, de comptage et de protection. Leur principe de conception est remarquablement ingénieux : en générant un courant alternatif dans l'enroulement secondaire qui est proportionnel au courant du conducteur primaire, ils permettent une mesure sûre et précise des systèmes haute tension et haute intensité. Cette fonctionnalité a valu aux TC le surnom de « loupes de courant » des systèmes électriques, nous permettant d'observer clairement la véritable nature du flux électrique.

Parmi les différents types de TC, les transformateurs toroïdaux (en forme de beignet) sont les plus courants. Leur structure est élégamment simple mais très efficace : le conducteur de courant primaire passe directement au centre d'un noyau de fer en forme d'anneau. Cette conception signifie que les TC toroïdaux sont toujours connectés en série dans les circuits, ce qui leur vaut le nom alternatif de « transformateurs série ».

Un examen plus approfondi révèle deux composants principaux : un enroulement secondaire en fil de cuivre magnétique enroulé autour d'un noyau en acier électrique creux, et le conducteur primaire traversant le centre du noyau. Lorsque le courant circule dans le conducteur primaire, le flux magnétique résultant est capturé par le noyau de fer, induisant un courant proportionnel dans l'enroulement secondaire. Bien que les configurations de TC varient, ce principe de fonctionnement fondamental reste constant.

À des fins de normalisation, les TC présentent généralement des valeurs nominales de sortie d'enroulement secondaire de 1 ampère ou 5 ampères. Le rapport du TC représente la relation entre les courants primaire et secondaire, exprimée sous la forme « courant primaire/courant secondaire » (où le courant secondaire est toujours de 1 A ou 5 A). Par exemple, un TC de rapport 100/5 indique que le courant primaire est 20 fois supérieur au courant secondaire : lorsque 100 ampères circulent dans le conducteur primaire, l'enroulement secondaire produit 5 ampères.

La clé de la transformation du courant réside dans le nombre de spires de l'enroulement secondaire. L'augmentation de ces spires permet au courant secondaire de devenir considérablement plus petit que le courant du circuit primaire. Plus de spires créent une plus grande réduction du courant secondaire : le nombre de spires de l'enroulement secondaire est inversement proportionnel au courant secondaire. Un TC de rapport 100/5 a 20 spires secondaires, tandis qu'une version de rapport 100/1 contient 100 spires.

Les TC transforment les courants élevés en courants faibles facilement mesurables, ce qui permet une surveillance précise avec des ampèremètres ou des instruments de mesure standard, une capacité essentielle pour la maintenance du système.

Les compagnies d'électricité s'appuient sur les TC pour une mesure et une facturation précises de la consommation. Leur précision a un impact direct sur l'équité de la facturation.

Les TC fournissent des signaux de courant aux relais de protection qui isolent rapidement les défauts, évitant ainsi les dommages au système. Ils servent de première ligne de défense du réseau électrique.

• Rapport de courant : Adapté à la plage de courant du circuit primaire
• Classe de précision : Précision plus élevée pour le comptage, plus faible pour la protection
• Charge nominale : Impédance maximale admissible du circuit secondaire
• Niveau d'isolation : Approprié pour la tension du circuit primaire
• Méthode d'installation : Options murales, à barres omnibus ou enroulées

• Centrales électriques (surveillance de la sortie du générateur)
• Postes électriques (protection des transformateurs et des lignes)
• Réseaux de distribution (surveillance de la charge)
• Installations industrielles (protection des équipements)
• Réseaux intelligents (surveillance avancée)

• TC numériques : Intégration du traitement du signal pour une précision accrue et des diagnostics à distance
• TC électroniques : Remplacement des principes électromagnétiques par des capteurs compacts et à réponse rapide
• TC à fibre optique : Exploitation de la mesure basée sur la lumière pour une résistance supérieure aux interférences
• TC intelligents : Intégration d'algorithmes pour la maintenance prédictive et l'évaluation de l'état

En tant que composants fondamentaux de l'infrastructure électrique, les transformateurs de courant exigent une compréhension appropriée de la part des professionnels de l'électricité. Ce n'est que grâce à une connaissance approfondie des principes et des applications des TC que nous pouvons assurer une alimentation électrique fiable, l'élément vital de la société moderne.