Voltan titik lutut (KPV) pengubah arus ialah parameter kritikal yang mentakrifkan sempadan antara kawasan linear dan tepu bagi ciri magnetisasi CT. Ia mewakili voltan sekunder maksimum di mana CT boleh beroperasi sambil mengekalkan hubungan linear yang ketara antara voltan yang digunakan dan arus pengujaan. Di luar titik lutut, peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan besar dalam arus pengujaan, dan keupayaan CT untuk mengubah arus dengan tepat terjejas teruk.
Voltan titik lutut secara rasmi ditakrifkan sebagai voltan di mana peningkatan 10% dalam voltan yang dikenakan menyebabkan peningkatan 30% hingga 50% dalam arus sekunder. Takrifan ini dinyatakan dalam piawaian IEC dan menyediakan kaedah piawai untuk mencirikan permulaan ketepuan. Menurut piawaian IEC, titik lutut ditakrifkan sebagai titik di mana peningkatan voltan sebanyak 10% menyebabkan peningkatan arus sebanyak 50%. Takrifan ini membolehkan jurutera membandingkan CT daripada pengeluar yang berbeza secara konsisten.
Voltan titik lutut ditentukan oleh sifat magnet teras CT dan bilangan lilitan sekunder. Teras yang lebih besar dengan ketumpatan fluks tepu yang lebih tinggi dan lebih banyak lilitan sekunder akan mempunyai voltan titik lutut yang lebih tinggi. Voltan titik lutut biasanya diukur dengan menggunakan voltan AC berubah-ubah pada belitan sekunder dengan litar terbuka utama-dan merekodkan arus pengujaan pada setiap aras voltan. Keluk pengujaan yang terhasil menunjukkan kawasan linear pada voltan rendah, kawasan peralihan (lutut) dan kawasan tepu pada voltan tinggi.
Dalam aplikasi perlindungan, voltan titik lutut adalah amat penting. CT Perlindungan mesti mengekalkan ketepatannya semasa keadaan kerosakan apabila arus primer boleh mencapai berkali-kali ganda nilai undian. Voltan sekunder semasa kerosakan ditentukan oleh hasil darab arus sekunder dan jumlah beban sekunder. Jika voltan ini melebihi voltan titik lutut, CT akan tepu dan arus sekunder tidak akan mewakili arus kerosakan primer dengan tepat. Ini boleh menyebabkan geganti pelindung gagal beroperasi atau beroperasi dengan kelewatan yang berlebihan.
Voltan titik lutut yang diperlukan untuk aplikasi perlindungan bergantung pada skema perlindungan khusus dan parameter sistem. Untuk perlindungan pembezaan, voltan titik lutut mestilah cukup tinggi untuk memastikan kestabilan semasa melalui-keadaan kerosakan. Voltan titik lutut yang diperlukan biasanya dikira menggunakan formula: VK Lebih besar daripada atau sama dengan 2 × VS, dengan VS ialah voltan penstabil. Ini memastikan bahawa CT boleh memacu arus yang diperlukan melalui litar geganti semasa kerosakan dalaman sambil kekal stabil semasa kerosakan luaran.
Voltan titik lutut boleh dikira daripada data undian CT menggunakan formula empirikal. Satu formula biasa ialah: VKP=(R1 + Prated/Irated) × n × Irated, di mana R1 ialah rintangan belitan sekunder, Prated ialah beban undian, Irated ialah arus sekunder undian dan n ialah faktor had ketepatan. Formula ini menyediakan anggaran voltan titik lutut berdasarkan data papan nama CT dan boleh digunakan untuk pengiraan reka bentuk awal.
Untuk CT perlindungan biasa dengan penarafan 15 VA, 5P10, anggaran voltan titik lutut boleh dikira sebagai: VK=(VA × ALF / In) + (ALF × In × Rct), dengan VA ialah beban terkadar, ALF ialah faktor had ketepatan, In ialah arus sekunder terkadar, dan Rct ialah rintangan lilitan sekunder. Menggunakan nilai daripada contoh ini: VK=(15 × 10 / 5) + (10 × 5 × Rct)=30 + 50 × Rct. Untuk CT dengan rintangan belitan sekunder 0.5 Ω, anggaran voltan titik lutut ialah 30 + 25=55 V.
Voltan titik lutut berkait rapat dengan faktor had ketepatan (ALF). ALF menentukan gandaan arus primer terkadar di mana CT masih mesti mengekalkan ketepatannya. CT dengan ALF tinggi mesti mempunyai voltan titik lutut tinggi untuk menyokong arus sekunder tinggi yang mengalir semasa keadaan kerosakan. Hubungan antara ALF dan voltan titik lutut adalah lebih kurang linear, dengan mengandaikan beban berterusan dan rintangan belitan.
Dalam amalan, voltan titik lutut disahkan semasa ujian CT untuk memastikan bahawa CT memenuhi spesifikasinya. Ujian ini melibatkan penggunaan voltan berubah pada belitan sekunder dan mengukur arus pengujaan pada setiap aras voltan. Titik lutut dikenal pasti daripada lengkung pengujaan sebagai titik di mana lengkung mula menyimpang daripada lineariti. CT dengan voltan titik lutut rendah yang luar biasa mungkin menunjukkan kerosakan teras, bahan teras yang salah, atau masalah penggulungan.
Voltan titik lutut juga mempunyai implikasi untuk keselamatan CT. Jika litar sekunder dibuka semasa arus primer mengalir, voltan merentasi sekunder terbuka boleh meningkat kepada tahap berbahaya, hanya dihadkan oleh voltan titik lutut dan ciri tepu teras. Inilah sebabnya mengapa litar sekunder CT tidak boleh dibuka semasa arus primer mengalir. Voltan tinggi yang muncul di terminal sekunder boleh membahayakan kakitangan dan merosakkan peralatan.
Ringkasnya, voltan titik lutut ialah parameter asas yang mencirikan tingkah laku tepu pengubah semasa. Ia mentakrifkan sempadan antara operasi linear dan tepu dan penting untuk memastikan perlindungan CT berfungsi dengan pasti semasa keadaan kerosakan. Pemilihan voltan titik lutut yang betul-berdasarkan keperluan aplikasi dan parameter sistem-adalah penting untuk operasi sistem perlindungan yang boleh dipercayai.