Stroomtrafo zelf maken en wat is er bijzonder aan?

Leuke foto van de opstelling.

In een elektriciteitsnet krijgen CT's geen gefixeerde primaire spanning aangeboden van 1.2V. De spanning die over de primaire zijde van de CT staat wordt bepaald door de CT zelf afhankelijk van de stroom door de CT en de grootte van de weerstand over de secundaire zijde. De primaire spanning bij een CT wordt vanzelf heel erg klein als de CT aan de secundaire zijde wordt belast met een heel lage Rsec.
Hoe groter Rsec wordt hoe groter Vs en Vp willen worden.

Volgens mij klopt het wel wat jullie allebei zeggen.

Deze trafo heeft een 1:50 wikkelverhouding.

Dus als de trafo met 0.1 Ohm 3V uit geeft bij Ip=1200A, dan is er primair een EMK van 3.0/50 = 60 mV. Geen probleem voor deze trafo in deze opstelling en de trafo werkt dus nog perfect als CT.

Maar met open klemmen zie je 92Vpp. Dat betekent dus ook primair een piekspanning van 92/50 = 1.8Vpp. En dan kom je wel in de buurt van de max primaire spanning. Dus bij een hogere primaire spanning zouden die pieken waarschijnlijk nog veel hoger zijn.

In een elektriciteitsnet krijgen CT's geen gefixeerde primaire spanning aangeboden van 1.2V.

In mijn opstelling ook niet. De spanning van ca 1,2V staat over de hele kortgesloten 50mm2 draad.
Maar volgens mij is die spanning niet eens zo hoog ik dacht eerder ca 200mV per winding. 3x = ca 0,6V

Wat de CT in mijn opstelling ziet is exact hetzelfde als wat een CT normaal ziet. Een stuk draad waar een stroom door gaat.

De primaire spanning bij een CT wordt vanzelf heel erg klein

Door de Ct gaat een stuk draad van zeg 3cm lang, het deel wat echt de door CT kern gaat. Bij mij heeft die draad een weerstand van ongeveer 10µΩ.
Als daar 1000A door gaat en dan geeft dat een spanning van 10mV. En volgens mij blijft dat 10mV ongeacht wat er nu secundair gebeurt.

Nee dat is niet helemaal waar want de CT haalt zelf ook energie uit die 3cm draad maar dan heb je het volgens mij over µV's die er dan bovenop de 10mV erbij komen.

Maar met open klemmen zie je 92Vpp. Dat betekent dus ook primair een piekspanning van 92/50 = 1.8Vpp.

Volgens mij komen die pieken niet vanuit de trafo wikkel verhouding maar vanuit een spoel die de spanning opslingert. Er is dan geen sinus meer en dus ook niet de 50Hz maar een hele kleine tijdsverschil waarin de stroom door CT ineens piekt en die plotselinge verandering geeft dan die hoge spanningspiek.

Eigenlijk is het dan meer vergelijk wat er in een SMPS spoel gebeurt.

Maar volgens mij is die spanning niet eens zo hoog ik dacht eerder ca 200mV per winding. 3x = ca 0,6V

Dat klopt dus wel erg goed met de 92Vpp die we zien bij open klemmen:
0.6 Vrms = 0.85 Vp = 1.7 Vpp. En 1.7Vpp primair geeft 85Vpp op de open secundaire klemmen.

Zie mijn laatste opmerking. Die piekspanning komt omdat de spoel in verzadeging is geraakt en dat er dan in een hele korte tijd ineens er een hele grote verandering is.

Verander de opstelling eens in een netgevoegde kleine load en plaats de CT in serie met de load en verander dan Rsec van een heel kleine waarde naar wat grote waardes in kleine stappen (meet nu niet meteen de CT Vs met open klemmen...)

Vergroot de load (vergroot Ip) en herhaal weer bovenstaande.

Spanning wordt opgewekt door snelheid waarmee het veld verandert. In dit geval draait de verzadiging in korte tijd van de ene richting naar andersom tijdens de nuldoorgangen van Iprimair (en op de piek van Vprimair). En die snelle overgang levert een hoge EMK spanning. Tijdens het omschakelen zit de kern dus even in een lineair gebied.

Maar het blijft een spoel. De snelheid waarmee de stroom verandert is evenredig met de spanning over de spoel. En die kan in dit geval niet hoger worden dan 0.9 Vpeak, en dat beperkt de snelheid van omschakelen. Dus in de korte tijd dat de kern in zijn lineaire gebied zit rond de nul-doorgangen van de stroom werkt de CT dus inderdaad als spanning trafo waarbij de beschikbare 0.9Vpeak primair wordt omgezet naar 46Vpeak secundair tgv 1:50 wikkelverhouding.

Dat geldt natuurlijk alleen als er geen afsluitweerstand secundair is.
Bij 0.1 Ohm krijg je 60mV EMK over de primaire wikkeling van de CT, en daardoor zal de primaire stroom iets lager worden, want de 0.6V uit de ringkentrafo staat in serie met 60mV van de CT. Dan blijft er nog 0.54V over om de stroom door de dikke draad te jagen.

@bobosje
IK snap het echt niet waarom je niet ziet dat ik de CT als een normale CT gebruikt en waarbij de CT alleen een stuk draad ziet waar stroom door loopt.

Verander de opstelling eens in een netgevoegde kleine load

Die is er al. De load is de dikke draad zelf. De spanning staat volledig over de draad weerstand en daarmee is de stroom in de hele ader overal gelijk.

En mijn CT ziet die stroom, net zoals een CT altijd alleen maat een stroom ziet. Een CT heeft niets met de netspanning te maken en het mooie van een CT is dat die ook compleet onafhankelijk is van de netspanning.

OF laat ik het anders vragen wat zie je in mijn meetresultaten wat niet klopt met jouw gedachte?

De snelheid waarmee de stroom verandert is evenredig met de spanning over de spoel.

Het is meer andersom
De spanning over de spoel bepaalt hoe snel de stroom kan veranderen, waarbij de grote van de stroom afhankelijk is van de tijd.

Ik kan met step-up converter ook 180V maken gewoon uit een spoel die dan geen wikkel verhouding heeft. Zo zie ik de CT in verzadeging ook.

En de simulatie van bobosje gaf zelf spanningen aan tot kV's.

Twee simulaties met CT Np:Ns 1:50 en Rsec van 10Meg.

Eerste simulatie:
CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2Vp in serie met een Rload van 1mΩ : Vsec = 90Vpp (over Rsec van 10Meg).

Tweede simulatie:
CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2kVp in serie met een Rload van 1Ω : Vsec = 1.6kVpp (over Rsec van 10Meg).

De hoogte van de spanningsbron en de grootte van Rload aan de primaire zijde van een CT bepalen mede, naast Rsec, het spanningsgedrag van de CT aan de secundaire zijde.

@Bobosje,
Wat is de waarde van de primaire zelfinductie van je simulatiemodel? En kan je die terugvinden in een datasheet?
Ik vraag me ook af waar je naar toe wil, of wat je wil bewijzen met de proeven die benleentje opnieuw "moet" doen.
In zijn laatste proef test hij zijn transformator met 1000A. Dat is ver buiten het normale bereik van de transformator. Je kan mooi zien dat de transformator zwaar in verzadiging zit. Ik zou niet weten wat je meer wil zien.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (58%)]

Ik begrijp de boodschap, er is geen verdere interesse in verdieping, ik laat het hier verder bij.

Integendeel!
Maar ik heb niet het idee dat je uit de transformator van benleentje secundair 1,6kV kan halen.
Dat zou alleen lukken als de primaire zelfinductie ontzettend hoog is, maar het is maar één draadje door een ijzerkern.

Ik begrijp de boodschap,

Nee dat is niet waar ik op uit was maar ik begreep gewoon niet waar je naartoe wilt

CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2Vp in serie met een Rload van 1mΩ : Vsec = 90Vpp (over Rsec van 10Meg).

Tweede simulatie:
CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2kVp in serie met een Rload van 1Ω : Vsec = 1.6kVpp (over Rsec van 10Meg).

Oh daar wil je naartoe.

Sim1: dat is in de theorie mischoien mogelijk maar praktisch zou je daar een supergeleider moeten gebruiken die je afsluit met een Rload van 1mΩ Of hoe moet ik het anders zien? Mijn draad heeft weerstand en mijn draad is de load. Een extra weerstand toevoegen zoals je vraag verandert niets aan het feit dat mijn draad zelf ook al weerstand heeft.

sim2:
Hoe kun je een CT nu voeden met een spanning? Mijn CT's in ieder geval niet er zijn geen primaire aansluitingen en er is alleen een gat door de CT waar een draad door moet.

Beide simulaties zijn volgens mij onrealistisch en of niet de CT's die ik getest hebt.

De hoogte van de spanningsbron en de grootte van Rload aan de primaire zijde van een CT bepalen mede, naast Rsec, het spanningsgedrag van de CT aan de secundaire zijde.

Dit is niet hoe ik het zie. DE CT ziet enkel een stuk draad waar een stroom door loopt. Rload of spanning dat maakt niet uit het geen enkel om de stroom die door CT gaat.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (14%)]

Ik heb nog een poging gedaan toch meer spanning in de CT te krijgen.
IK heb een 15 ohm 9W weerstand in het gat van de CT gelegd en daar 13V 0,9A op gezet. Blijkbaar is de weerstand niet precies 15 ohm.

IK heb daarna met de scope de open klem spanning gemeten.
Afgesloten met een 0,1Ω ook proberen te meten maar mijn scope zal alleen ruis.

Waarom het er zo uitziet geen idee.

En nog een vraag.
Ik had gedacht dat als de kern in verzadeging zou tijdens de opgaande flank van de sinus er eerst niet aan de hand is en je dat deel gewoon ziet en dat er dan een piek zou komen juist een piek zou zien maar waarom gebeurt dat nu precies in het midden?

De spanningspiek ontstaat op het moment dat de primaire stroom van polariteit wisselt. Voor de wisseling is de stroom veel te groot in de positieve fase. Na de wisseling is de primaire stroom veel te groot in de negatieve fase. Dus alleen bij de nuldoorgang van de stroom is de kern niet verzadigd en ontstaat er secundair een piekspanning.
Het is niet precies bij de nuldoorgang maar een klein stukje ervoor of erna en dat komt door de hysterese van het ijzer.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (15%)]

Nog met hoge weerstanden geprobeerd en ook met 15k. Als er dan 230V over de weerstand staat loopt er 14mA.
Maar op de scope zie ik alleen ruis van 30mVpp.

En dat klopt ook met hoe ik het zie. De CT reageert enkel op de stroom die er loopt en niet de spanning.

Omdat je uitgangsspanning niet meer netjes een sinus is, kan je concluderen dat jou stroomtrafo bij 1A al niet meer goed lineair is.

Als je met je 1A aan "beschikbare stroom" ook nog "2A" wil testen, dan kan dat door de draad van je voeding naar je weerstand 2x door het gat te steken. Ook 10x zal vast nog lukken.

@Rew.
Bij de laatste test had ik een 15 ohm 9W in de stroomtrafo gelegd. Dus ik bedoel er zat geen draad in maar nu echt een weerstand
IK dacht dat je dan meer spanning op de primaire wikkeling zou kunnen simuleren.

En daarna zelf een 15k ohm weerstand op 230V nog geprobeerd maar de CT gaf toen geen te meten spanning aan de uitgang.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (37%)]

Nee, dat maakt geen zak uit. Het gaat om de stroom die er doorheen loopt.

Als je het gedrag van een "echte stroomtrafo" wil beschrijven, kan je beginnen met een ideale stroomtrafo en dan steeds de belangrijkste afwijking als extra onderdeel toevoegen.

Bij een stroomtrafo moet je dus de "weerstand van de wikkeling" als eerste extra component toevoegen. Als jij die op 15 Ohm zet, ontstaat er een spanningval waar de "ideale trafo" dus buiten blijft.

Die weerstand binnen de trafo of d'r buiten haalt niets uit. Je hebt de opstelling: zelf experimenteren en zien is veel krachtiger dan een eenofandere idioot op het internet geloven.

Op zaterdag 27 december 2025 18:20:26 schreef rew:
Nee, dat maakt geen zak uit. Het gaat om de stroom die er doorheen loopt.

Ja dat klopt en dat heb ik nu ook nogmaals bevestigd gekregen dat enkel de stroom telt.

Het was enkel een poging om bobosje afwijkende simulatie instellingen pogen te reconstrueren met een echte stroomtrafo. Maar bij een echte CT heb je zelf geen enkel invloed over de primaire spanning. De primaire spanning is enkel het gevolg van de primaire stroom.

Dit is wat ik bedoel met weerstand in de stroomtrafo.

Op donderdag 25 december 2025 17:24:53 schreef Bobosje:
Als Ip maar groot genoeg wordt en daarmee een grote dI/dt veroorzaakt rondom de nul doorgangen en als gevolg een grote dB/dt in de kern veroorzaakt dan ontstaat er vanzelf een geinduceerde secundaire piekspanning wanneer de kern van het ene verzadigingsgebied doorschiet naar het andere verzadigingsgebied en vice versa. Net in dat zeer smalle gebied waar de kern niet meer verzadigd is ontstaat er een secundaire spanning (er is weer wederzijdse inductie) en die spanning kan hoog oplopen als dB/dt groot is, de geinduceerde secundaire spanning is immers gerelateerd aan -N*dB/dt en N daarin kan groot zijn (1000 of meer).

De simulatie geeft aan dat er aan de open secundaire zijde hoge piekspanningen kunnen ontstaan, hoeveel piekspanning er ontstaat voor een bepaalde CT is afhankelijk van veel factoren zoals type kernmateriaal en constructie van de CT (interne parasiteiten, lek flux etc.).

Bekijk op een oscilloscoop wat er aan de secundaire zijde gebeurd wannner Ip heel groot wordt.

Voorzichtigheid is geboden bij CT's met open secundaire zijde.

Ik zie nu dat je hierin volkomen gelijk hebt.
Tot nu toe ging ik ervan uit dat de verzadiging van het ijzer de stroomtransformator beschermt tegen overspanningen, maar de overspanningen ontstaan juist op het moment dat de transformator niet verzadigd is, nl bij de nuldoorgangen van de stroom.
Je ontsnapt bijna niet aan beschermingsmaatregelen tegen overspanning aan secundaire zijde.

Op maandag 22 december 2025 21:23:56 schreef ohm pi:
[...]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.

Deze truc werkt dus niet. Wat ik hier schrijf is dus onzin.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (11%)]

Dank voor de feedback.

Als aanvulling...

Wanneer de kern verzadigd raakt en zolang er een Rsec aan de secundaire zijde is aangesloten wordt de hoogte van de opgebouwde secundaire piekspanning, in het genoemde smalle gebied (dt klein) rondom de nuldoorgangen van de stroom (Iprim) waar de kern niet meer verzadigd is en er weer wederzijde inductie is, bepaald door de hoogte van de getransformeerde secundaire impedantie (in dit geval de aangesloten Rsec) naar de primaire zijde (Rprim'). Over deze van secundair naar primair getransformeerde impedantie ontstaat een spanningsval (Iprim * Rprim') over de primaire zijde van de stroomtrafo (al is dat maar 1 wikkeling in de vorm van een dikke draad) en die spanningsval over de primaire zijde wordt door de Np:Ns verhouding in spanning omhoog getransformeerd naar de secundaire zijde.

De stroomtrafo zal, bij toenemende Rsec en in een steeds smaller wordend gebied (dt wordt steeds kleiner), de spanningsval over de primaire zijde steeds verder laten toenemen en deze primaire spanning omhoog transformeren (Np:Ns) naar steeds hogere piekspanningen aan de secundaire zijde afhankelijk van Np:Ns en de hoogte van Iprim en Rsec.

Wanneer Rsec oneindig groot wordt (open secundaire zijde) dan tracht de stroomtrafo in een haast oneindig smal gebied (dt zeer klein) rondom de nuldoorgangen van de stroom (Iprim) de secundaire parasitaire impedantie (nu een complexe impedantie Z, welke zeer groot is) te transformeren naar de primaire zijde (Zprim'). Zprim' kan dan (erg, zeer) groot worden en aangezien Iprim gehandhaafd blijft ontstaat er heel veel spanningsval (misschien zelfs zoveel als de (net)spanning van het circuit waarin de stroomtrafo is opgenomen) over de primaire zijde en die dan ook nog eens omhoog getransformeerd wordt naar de secundaire zijde (Np:Ns) naar piekspanningen / gedempte oscillaties van vele (tientallen) kVolts.

De secundaire zijde van stroomtrafo's niet open laten en al zeker niet wanneer deze zijn opgenomen in circuits met hoge (net)spanningen waarin grote stromen lopen.

misschien zelfs zoveel als de (net)spanning van het circuit waarin de stroomtrafo is opgenomen) over de primaire zijde en die dan ook nog eens omhoog getransformeerd wordt naar de secundaire zijde

Dit gaat me even boven mijn pet.
Maar ik snap nu wel waarom je vragen had over mijn schakeling.
Maar ik heb verder eenvoudig weg niet de middelen om een grote stroom bij een grote spanning te maken.
Ik kan bv wel eens 230V kachel ertussen zetten en ik heb ook nog een 5/5 stroomtrafo liggen.

Ik begrijp het, je kunt dat laatste (230V en een kachel) eens proberen maar sluit eerst een lage Rsec aan en schakel dan pas de 230V in. Meet dan de spanning over Rsec en schakel de 230V weer uit. Verhoog dan pas Rsec in kleine stapjes en herhaal het bovenstaande. Voorkom dat je Rsec vervangt of dat Rsec losraakt (ook niet vervangen door een potmeter) wanneer er 230V op de keten staat en je de meting uitvoert.

De spanning over Rsec bij toenemende Rsec zal geen sinusvormig signaal meer zijn wanneer de kern verzadigd raakt een DMM is dan ongeschikt om mee te meten, je zult dan een oscillscoop moeten gebruiken om de piekspanning over Rsec te meten.

De oplopende piekspanning bij toenemende Rsec kan meevallen of tegenzitten, ga uit van dat laatste voor je eigen veiligheid.

En kijk ook uit voor de maximale spanning die je oscilloscoop op zijn ingang mag hebben of op de 10:1 of 100:1 probe.

En houd de metingen kort, de temp. van de stroomtrafo in verzadiging loopt omhoog.