Stroomtrafo zelf maken en wat is er bijzonder aan?

Voor een droogloop beveiliging van een pomp heb ik een simple stroomtrafotje nodig van 5:1

Voor een kleine stroomtrafo als deze hoef je je geen zorgen te maken. Het gaat hier om een paar A, laten we zeggen 5A max. Een 5:1 stroomtrafo levert dan max 1A aan de uitgang. Maar zo een trafo levert ook heel weinig spanning, hooguit een paar tientallen millivolt secundair.

Een nettrafo heeft ergens rond 10 wikkelingen per volt, afhankelijk van de omvang van de kern. Dus de 230V wikkeling heeft snel 2000 wikkelingen. Met een enkele wikkeling om de stroom te meten krijg je dan een 2000:1 stroomtrafo. De 230V wikkeling moet je dan afsluiten met een lage weerstand en de spanning daarover is dan een maat voor de primaire stroom.

Nadeel is wel dat het een vrij bulky oplossing is, en dat je de stroomverhouding moet meten.

Ik heb even getest met een oude net-trafo. Een extra wikkeling om de stroom te meten geeft bij 4.7A een spanning van 10V op de 230V (onbelast), en die zakt naar 3V bij belasting met 1K. Dus in dit geval een verhouding van 3mA/4.7A = 1:1566.

En hoe weet je dan welke weerstand je moet gebruiken om een correcte meting te krijgen?

Bij onbelaste stroomtrafo is er geen secundaire stroom. De primaire werkt dan als spoel, en die wekt een inductiespanning op, primair en ook secundair. In mijn geval dus 10V secundair bij 4.7A (en 10V/2000 = 5mV primair). Meer gaat er nooit uit komen bij deze stroom. De spanning is dan 90 graden uit fase met de primaire stroom. Daar moet je ruim onder blijven om nauwkeurig te meten.

Deze stroom trafo is gemaakt voor 200 Ohm nominaal. En je ziet op de bovenstaande scoop plaatjes dat je al een paar graden faseverschil krijgt bij 1K afsluitweerstand, en een groot faseverschil bij 10K.

Op maandag 22 december 2025 11:36:09 schreef Profane199:
En dan ligt het aan hoe de trafo gemaakt is hoever de spanning of stroom op zou lopen?

Precies. Van bijvoorbeeld beltrafos weet ik dat ze een truuk uithalen om de stroom te beperken in geval van een kortsluiting. Er zijn hierboven mensen die roepen dat het wel meevalt en de meetresultaaten doen dan vermoeden dat ze een ingebouwde diode over de uitgang hebben. Dat gaat vanzelf geleiden als er geen stroom wordt afgenomen. Persoonlijk zou ik liever voor zeg een SMAJ5.0 (bidirectioneel) (max uitgangsspanning: 5V) kiezen ipv twee diodes parallel (max uitgangspanning ongeveer 0.5V), maar goed ik heb het ding niet gemaakt.

Maar dus als ik dat ding met twee diodes ingebouwd (of een magnetische truuk?) uitreken om ongeveer 4V pp in mijn "max primaire stroom" situatie te geven om hem met de ADC van m'n aruidno te kunnen inlezen, dan ben ik de sjaak want dat werkt dus niet. Dan is die 5V TVS veel handiger.

Op maandag 22 december 2025 14:11:56 schreef deKees:
Een extra wikkeling om de stroom te meten geeft bij 4.7A een spanning van 10V op de 230V (onbelast), en die zakt naar 3V bij belasting met 1K. Dus in dit geval een verhouding van 3mA/4.7A = 1:1566.

Dat die open klemspanning maar 10V is doet mij vermoeden dat eea niet helemaal geschikt is voor deze toepassing. Mogelijk heb je bij die 3V nog een 30% meetfout. Mogelijk is die 1k nog "veel te veel". Met 10k krijg je namelijk niet de verwachtte 30V er uit...

[Bericht gewijzigd door rew op (22%)]

Ook even getest met een nettrafo (12V 10A). De secundaire wikkeling gebruikt als meetspoel, dus in serie met de lamp.

Hier heeft de trafo wikkeling dus wel voldoende zelfinductie om een rol van betekenis te spelen. De stroom door de lamp wordt nu tgv de zelfinductie beperkt tot 0.5A en bijna de volledige voedingsspanning valt nu over de 12V trafo-wikkeling. De lamp geeft geen licht. De 230V wikkeling van de trafo heeft nu een open klemspanning van 235VAC.

Door de 230V wikkeling kort te sluiten gaat het licht weer aan. De primaire zelfinductie van de 12V wikkeling valt geheel weg tgv de secundaire stroom door de 230V wikkeling.

In dit geval heb je dan wel veel meer windingen en dus veel meer zelfinductie.

Een echte stroomtrafo (met een enkele wikkeling) heeft nooit genoeg zelfinductie om een rol van betekenis te spelen.

PS: Ik heb het hier dan wel over kleine stroomtrafo's voor thuisgebruik. Bij grote stroomtrafos op een energiestation is de kern vele malen groter en dat resulteert in veel meer spanning per wikkeling, meer zelfinductie en grotere vermogens. Bovendien lopen daar ook veel grotere stromen.

[Bericht gewijzigd door deKees op (15%)]

Op maandag 22 december 2025 13:09:13 schreef henri62:
De vraag is of het bovenstaande model nog werkt voor het "omgekeerde" gebruik en wat een simulatie zou doen als je de juiste parameters weet te achterhalen.

Je model werkt prima bij een "omgekeerd" gebruik, oftewel je model geldt ook voor stroomtransformatoren. En het is inderdaad de juiste parametertjes te vinden voor een goed model van een stroomtransformator.
Er zijn een paar aanwijzingen.
R0 is vrij hoog en wordt bepaald door de ijzerverliezen.
X0 is laag (Vaak één winding om een ijzerkern), maar niet nul. Als X0 nul ohm is, dan is er geen spanning om te transformeren, dus is er secundair geen spanning om de naald van de stroommeter van zijn plaats te krijgen.
R2 is de weerstand van de secundaire van de stroomspoel en de weerstand van de ampèremeter.
X1 en X2 zouden zelfinducties kunnen zijn die ontstaan omdat de koppeling tussen primair en secundair niet één is.
In deze schakeling is de stroom door de load een lineaire functie van de stroom door R1 (tenzij de transformator in verzadiging gaat).
De werkelijke waarden van genoemde componenten zijn dus niet echt boeiend. Het beïnvloedt alleen maar de gevoeligheid en overdrachtsverhouding van de stroomtransformator.
Heel ruw kan je stellen dat bij een stroomtransformator de stroom door X0 een lineaire functie van de te meten stroom is, en bij een normale transformator is deze zo laag mogelijk en constant omdat de netspanning constant is.
Bij een stroomtransformator is V1 ongeveer nul Volt (kortsluiting door ampèremeter en bij een normale transformator gelijk aan de gewenste uitgangsspanning.

Maar dus als ik dat ding met twee diodes ingebouwd (of een magnetische truuk?)

Vrij zeker een magnetische truck. Want van de 2500/5 stroomtrafo liep de spanning al op tot boven 50V.

Maar stel je even een stroomtrafo 50/5 die je kan gebruiken voor thuis de stroom te meten. Je schakelt dan even een zwaar apparaat in die even een piekstroom van 250A trekt.
Uit de stroom trafo zou dan een piek van 25A moeten komen.
Uit meting van 2 jaar geleden merkt ik toen op dat de uitgang nooit groter werd dan ca 11,5A. Waarbij de trafo kortgesloten was waarmee de spanning nooit heel hoog geweest kan zijn.

Op maandag 22 december 2025 18:42:40 schreef benleentje:
[...] Vrij zeker een magnetische truck.

Zo moeilijk is dat niet. Je zorgt dat het ijzer verzadigd is of wordt bij de maximaal toegestane stroom.
Het is ook de goedkoopste methode, want je bespaart op ijzer en je bespaart op TVS - en, zeners of dioden.

Guys. Een belangrijk princiepe in de elektronica is dat alles duaal is.

Als er een schema met spanningen en stromen met bepaalde waardes bestaat, dan bestaat er ook een schema waarbij de stromen en spanningen precies van plek verwisseld zijn.

Een spanningsbron van 12V en een weerstand van 6 ohm levert een stroom op van 2A.

Een stroombron van 12A, een geleiding van 6S levert een spanning op van 2V.

Serieschakeling in 1 wordt parallel in de andere. Spanningsbron <-> stroombron, C <-> L, weerstand <-> geleiding (= 1/weerstand).

En een trafo blijft een trafo, maar met omgekeerde wikkelverhouding. Een spanningstrafo wordt een stroomtrafo.

Dus als je wel begrijpt wat een spanningstrafo doet maar niet een stroomtrafo, kan je kijken naar wat er duaal gebeurt.

De open stroomtrafo komt dan overeen met een kortgesloten spanningstrafo. Je belast de primaire kant met meer opgenomen vermogen, trafo wordt overbelast etc.

Er zijn vast magnetische truuks om eea binnen de perken te houden zoals ook bij de beltrafo. Maar het blijft een situatie die je eigenlijk niet wilt.

Er zijn vast magnetische truuks om eea binnen de perken te houden zoals ook bij de beltrafo. Maar het blijft een situatie die je eigenlijk niet wilt.

Dat is precies wat men wil, je wilt dat een stroomtrafo heel nauwkeurig in verzadeging gaat om alle secundair aangesloten apparatuur te beschermen tegen een te hoge stroom.

Een spanningstrafo kan je beschermen tegen overbelasten door een zekering.

Maar wat als de stroomtrafo een veel te grote stroom door de primaire krijgt dan loopt de secundaire stroom ook teveel op en dat kan dus niet zonder dat er dan iets defect gaat. Als nu de stroomtrafo in verzadeging gaat dan is er geen kans op defecte apparatuur aangesloten op de stroom trafo.

Dit is wat google Ai ervan zegt.
Maat dat wist ik al omdat ik zelf aan een aantal stroomtrafo's gemeten hebt.
Bij normale ;age belasting treeds verzadeging op vanaf 1,9x In.
Als de trafo open is, is de verzadeging sneller.

Ja
, een stroomtransformator (CT) gaat in verzadiging bij een te grote primaire stroom.
Hoe verzadiging optreedt
Verzadiging vindt plaats wanneer de magnetische kern van de transformator zijn maximale capaciteit om magnetische flux te geleiden heeft bereikt. De belangrijkste oorzaken hiervan zijn:

Overmatige primaire stroom: Wanneer de stroom door de primaire geleider de nominale waarde van de CT ver overschrijdt, bijvoorbeeld tijdens een kortsluiting.
Te hoge secundaire belasting (Burden): Als de weerstand van de aangesloten meetapparatuur of kabels te groot is, moet de CT een hogere spanning opwekken om de secundaire stroom te handhaven, wat de kern sneller in verzadiging drijft.

Maar een spanningstrafo die gaat net zo goed in verzadeging. Zet maar een 270V op de 230V wikkeling.
Tijdens het meten van ca 150 trafo's wist ik niets van veel trafo's. Met de weerstandsmeter haal je meestal wel de primaire wikkeling eruit maar dan weet je niet voor welke spanning. Dan via de variac en een stroom meter regel je vanaf 0V. Op een gegeven moment gaat de stroom en spanning niet meer gelijk op en neemt de stroom veel harder toe. Als dat bv op 135V gebeurde dan weet je dit is een 115V wikkeling.

Een belangrijk princiepe in de elektronica is dat alles duaal is.

klopt toch. Volgens mij gaan alle trafo's een keer in verzadeging. Maar soms ook meer bewust zo gemaakt om eerder in verzadeging te treden.

Verzadiging is een eigenschap van de kern, en beperkt de max magnetische flux in de kern. En de uitgangsspanning van de trafo is evenredig met die flux. Het verzadings-punt van de kern bepaalt de max uitgangsspanning van de trafo.

Bij open secundaire wikkeling wordt het veld volledig bepaald door de primaire stroom. Dan heb je dus max flux en krijg je verzadiging bij relatief lage primaire stroom.

Bij kortgesloten secundaire wikkeling wordt de flux tgv de primaire stroom gecompenseerd door de tegengestelde flux tgv de secundaire stroom dus minder flux, minder spanning en minder snel verzadiging. En dus kun je dan grotere primaire stroom meten.

Maar natuurlijk zijn er ook verliezen binnen de trafo. Mijn OPCT10AL heeft een interne weerstand van 200 Ohm dus ook bij kortgesloten uitgang wordt er intern een spanning opgewekt. En dan heb je ook nog magnetische verliezen. Dat betekent dat bij kortgesloten uitgang er toch nog verzadiging ontstaat.

Maar ik blijf erbij dat deze kleine stroomtrafotjes nooit genoeg energie uit het magneetveld rond een enkele draad kunnen oppikken om schade aan te richten, niet intern en ook niet extern. Met 1:2000 krijg je max 8 mA secundair uit een 16A primaire draad, en met open klemmen krijg je niet veel meer dan 10V tgv verzadiging. 8mA over 200 Ohm = 1.6V, 12 mW.

En zelfs met 60A (max stroom voor deze trafo) krijg je 30mA uit, over 200Ohm = 6V, 180 mW. En dan kom je al in de buurt van verzadiging. Veel meer komt er niet uit, ook niet met 1000A primair.

Op wikipedia vond ik nog een artikel over stroomtransformatoren, de werking en de toepassing

https://nl.wikipedia.org/wiki/Stroomtransformator

Een klein stukje van de tekst, is hetgeen waarover ik al eerder schreef en waarom een stroomtransformator geen open secundaire mag hebben.

"Belasting

Een spanningstransformator is onbelast bij open secundaire keten; hij gedraagt zich immers als een spanningsbron.

Een stroomtransformator werkt net andersom en is onbelast bij kortgesloten secundaire kring. Sterker nog, bij het openen van de secundaire zal de transformator zoveel spanning trachten op te wekken zodat de secundaire stroom gelijk blijft aan 1 / k {\displaystyle 1/k}; zoveel spanning dat de isolatie van de transformator doorslaat en hij onherroepelijk beschadigd wordt."

Op maandag 22 december 2025 22:42:59 schreef benleentje:
[...]klopt toch. Volgens mij gaan alle trafo's een keer in verzadeging. Maar soms ook meer bewust zo gemaakt om eerder in verzadeging te treden.

Jazeker! Maar het duale geval van de stroomtrafo: De spanningstrafo, daarvan snapt iedereen dat "kortsluiten" geen goed plan is. Maar bij een stroomtrafo het duale "openlaten" zou ineens wel moeten kunnen...

Transformatoren zijn gekke dingen met veel mogelijkheden. Ik heb ooit in een fabriek een 10kW gelijkstroom motor gezien die was aangesloten op een 3 fase wisselstroom net dmv een 3-fase trafo. De primaire van de trafo stond in ster op het net, en de motor stond tussen het sterpunt van de trafo en de nul van het net.

Door in de secundaire wikkeling van de trafo een gelijkstroom te sturen werd de kern in verzadiging gestuurd op de positieve helft van de periode, en daardoor krijg je gelijkspanning op het sterpunt en de motor gaat draaien. De motor krijgt dan spanning evenredig met de gelijkstroom stuurstroom op de secundaire wikkeling van de trafo.

Dat was dan wel een opstelling uit de jaren 1950/1960, zware halfgeleiders waren er toen nog niet.

Op dinsdag 23 december 2025 15:17:29 schreef deKees:
Transformatoren zijn gekke dingen met veel mogelijkheden. Ik heb ooit in een fabriek een 10kW gelijkstroom motor gezien die was aangesloten op een 3 fase wisselstroom net dmv een 3-fase trafo. De primaire van de trafo stond in ster op het net, en de motor stond tussen het sterpunt van de trafo en de nul van het net.

Door in de secundaire wikkeling van de trafo een gelijkstroom te sturen werd de kern in verzadiging gestuurd op de positieve helft van de periode, en daardoor krijg je gelijkspanning op het sterpunt en de motor gaat draaien. De motor krijgt dan spanning evenredig met de gelijkstroom stuurstroom op de secundaire wikkeling van de trafo.
Dat was dan wel een opstelling uit de jaren 1950/1960, zware halfgeleiders waren er toen nog niet.

Volgens mij werkte in vroeger jaren de regeling van toneelverlichting ook met verzadigde trafo's.

[Bericht gewijzigd door buzzy op (10%)]

Dat waren transductors.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (54%)]

Op dinsdag 23 december 2025 14:20:28 schreef rew:
[...]Jazeker! Maar het duale geval van de stroomtrafo: De spanningstrafo, daarvan snapt iedereen dat "kortsluiten" geen goed plan is. Maar bij een stroomtrafo het duale "openlaten" zou ineens wel moeten kunnen...

Ok nu snap ik je duale gedachte.

Officieel zegt men dat je een stroomtrafo nooit open mag laten.
En dat is ook niet de bedoeling.

Maar ze zitten ook met het probleem dat de primaire stroom heel erg groot kan worden. De spanning kunnen ze wel redelijk constant houden maar de stroom is nu eenmaal afhankelijk van de impedantie en kan erg fluctueren maar ook erg groot worden. Soms moet een stroom ook even groot kunnen worden zonder dat een zekering te snel ingrijpt.
Wat ik veel zie op shell is dat er bij een pomp(motor) er een paneel met ampère meter zit. De motor trekt dan nominaal 40A en de meter gaat dan tot 50A. De stroom trafo daarvoor is een 50A/5A en de meter zelf is een 5A meter met aangepast wijzerplaat voor 50A.
Tijdens het opstarten wil de motor even 2sec 200A opnemen om dan daarna even op 100A te blijven hangen en dan als de opstartfase over is, is de stroom 40A.

Bij 200A zou de stroomtrafo dan 50/5 = 20A moeten leveren. En dat wil je niet want dan gaat de meter kapot. Op de schaal is het deel boven de 50A ook logaritmisch zodat het wel de piekstroom kan weergeven ook daaraan zie je dat stroomtrafo al in verzadeging gaat.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (11%)]

Is die schaal tot 50A dan wel lineair? Wat is het metertype?

Misschien gaat de stroomtrafo bij 50A in verzadiging en is de schaal van de meter daarop aangepast?
Verzadiging is vaak geen harde grens, maar vanaf dat punt is de gevoeligheid minder.

Op dinsdag 23 december 2025 21:12:18 schreef KlaasZ:
Is die schaal tot 50A dan wel lineair? Wat is het metertype?

De schaal is dan van 30 - 50A lineair en daarboven niet lineair.

Misschien gaat de stroomtrafo bij 50A in verzadiging en is de schaal van de meter daarop aangepast?

Alle 5A meter voor achter stroom trafo's zijn volgens mij zo en die zijn niet lineair van schaal.

Hier is waar google Ai mee komt

welke klassen voor stroomtrafo's zijn er en gaan ze anders in verzadeging
Denken
Zoeken
Stroomtransformatoren (CT's) worden onderverdeeld in verschillende klassen op basis van hun toepassing:
meting of beveiliging. Het gedrag bij verzadiging verschilt sterk tussen deze klassen om de aangesloten apparatuur te beschermen of juist de werking te garanderen.
1. Meetklassen (bijv. 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1)
Deze klassen zijn bedoeld voor nauwkeurige energiemeting en facturering binnen het nominale stroombereik.

Nauwkeurigheid: Zeer hoog (bijv. klasse 0,5 heeft maximaal 0,5% afwijking).
Verzadigingsgedrag: Deze trafo's zijn ontworpen om snel te verzadigen bij stromen net boven het nominale bereik.
Doel: Door verzadiging wordt de secundaire stroom begrensd, wat voorkomt dat gevoelige meetinstrumenten (zoals kWh-meters) beschadigd raken bij een kortsluiting.

2. Beveiligingsklassen (bijv. 5P, 10P)
Deze klassen worden gebruikt voor beveiligingsrelais die moeten reageren bij foutstromen (kortsluiting).

Nauwkeurigheid: Lager bij normale stromen, maar gegarandeerd bij extreem hoge stromen.
Verzadigingsgedrag: Deze trafo's moeten juist niet verzadigen bij hoge stromen.
Aanduiding (bijv. 5P20):
5P: De maximale fout is 5% bij de gespecificeerde foutstroom.
20 (Accuracy Limit Factor): De trafo blijft lineair functioneren (zonder volledige verzadiging) tot wel 20 keer de nominale stroom.

3. Speciale klassen (Transiënt gedrag)
Voor hoogspanningssystemen zijn er klassen die specifiek ontworpen zijn om verzadiging door de DC-component in een kortsluitstroom te voorkomen:

TPX: Grote kern, geen luchtspleet, zeer lange verzadigingstijd.
TPY: Met luchtspleet voor snellere flux-afbouw.
TPZ: Grote luchtspleet, verzadigt vrijwel niet, maar heeft een grotere hoekfout.

Samenvatting Verschil
Kenmerk
Meetspoel (bijv. kl 0,5) Beveiligingsspoel (bijv. 5P20)
Primaire taak Nauwkeurige verbruiksmeting Detectie van kortsluiting
Verzadiging Snel (ter bescherming meter) Traag/Laat (om fout te meten)
Werkgebied 5% tot 120% van nominale stroom Tot wel 10x-30x de nominale stroom
Voor gedetailleerde technische specificaties kunt u de actuele richtlijnen in de IEC 61869-2 standaard raadplegen.

Zo zie je maar dat iedereen hier gelijk heeft. Ik wist eigenlijk hiervoor ook niet dat er verschillende type CT's zijn. De CT's die ik heb zijn voor het meten van stroom, maar CT voor veiligheid relais zijn weer anders.

Simulatie van een stroomtransformator.

Ip = 1kA
Is = 1A
Np:Ns = 1:1000

R secundair is de belastingsweerstand aan secundaire zijde met een waarde in stappen oplopend van 0.1Ω tot en met oneindig.

Bij toenemende R secundair loopt de secundaire spanning steeds verder tot vele kilo Volts en kan doorslag van de isolatie tot gevolg hebben.
Wanneer de secundaire zijde open is (geen demping van de secundaire zijde) ontstaat ringing met een piek van boven de 12kV in de secundaire wikkeling door parasitaire LC koppeling.
Bij R secundair van 250Ω en hoger begint de kern in verzadiging te raken.

Bij toenemede R secundair wordt de stroomtransformator steeds meer belast en nemen de verliezen steeds verder toe en stijgt de temp. van de trafo (brandgevaar?).

Dat is wel heftig. Mooie plaatjes wel, toch weer leuk om te zien.

Maar dat is dan wel een stroom-trafo die 1A kan leveren over 250 Ω. Dus 250VA uitgangs vermogen. Dat is wel een flinke jongen.

Mijn OPCT10AL komt niet veel verder dan 30mA bij 6V, nog geen 0.2VA.

Dank je.

Wanneer de stroomtrafo wordt afgesloten met een R secundair van 0.1Ω dan staat over de weerstand een sinus-spanning van maar 0.1V en loopt er een sinus stroom van 1A. Het vermogen in de weestand is dan laag (P=UI=0.1W) en de stroomtrafo zelf is dan haast onbelast (op kleine verliezen na).
Zodra R secundair te hoog wordt dan wordt het gevaarlijk (bij 250Ω staat er al 250V op de secundaire zijde bij Ip van 1kA) dus zaak om R secundair zo klein mogelijk te kiezen en evt. een meetversterker over R secundair te gebruiken om ook lage Ip goed te kunnen meten.

Als je 1000A primair aan het meten bent, dan is die 250W aan de uitgang peanuts.

Je kan dit ook een factor 100 schalen, Een 10A stroomtrafo die 0.01A aan de uitgang kan leveren. Dan krijg je getallen waar de rest van ons eerder mee te maken krijgt.

Dan nog zul je met een open secundaire zijde moeten oppassen enkele kV's zijn dan nog te verwachten afhankelijk van het gebruikte kern materiaal.

Hierbij wat grafiekjes van de gegevens van Benleentje eerder in deze post:
Ik zou verwachten dat de spanning evenredig oploopt met de stroom aan de ingang.
Maar blijkbaar gaan deze trafo's zonder belasting al veel eerder in verzadiging. Met belasting zal dat een stuk minder zijn.

- CT 50/5
- Verzadiging vanaf 0.5 V-out (dus 10A-in bij open klemmen)
- Max belasting-weerstand 0.5 Ω 0.5V/5A = 0.1Ω ?

- CT 250/5
- Verzadiging vanaf 4 V-out (dus 10A-in bij open klemmen)
- Max belasting-weerstand 4 Ω 4V/5A=0.8 Ω ?

- CT 2500/5
- Verzadiging vanaf 15 V-out (dus 30A-in bij open klemmen)
- Max belasting-weerstand 15 Ω 15V/5A=3Ω?