Eksitasjonsstrømmen til en strømtransformator er strømmen som kreves for å etablere og opprettholde den magnetiske fluksen i CT-kjernen. Det er en liten, men kritisk viktig komponent i CT-operasjonen, da den direkte påvirker nøyaktigheten til den nåværende transformasjonen. I følge International Electrotechnical Commission (IEC) er spenningsstrømmen definert som "rms-verdien av strømmen tatt av sekundærviklingen til en strømtransformator, når en sinusformet spenning med nominell frekvens påføres sekundærklemmene, hvor primærviklingen og eventuelle andre viklinger er åpne-krets".
I den CT-ekvivalente kretsen flyter eksitasjonsstrømmen gjennom magnetiseringsgrenen, som representerer kjernens magnetiske egenskaper. Primærstrømmen antas å bli transformert perfekt til sekundærsiden, men en del av denne strømmen avledes gjennom eksitasjonsgrenen. Resten er den sanne sekundære strømmen som flyter gjennom den ytre belastningen. Eksitasjonsstrømmen er en funksjon av den sekundære eksitasjonsspenningen (Es) og den sekundære eksitasjonsimpedansen (Ze), og den representerer ampere-omdreiningene som kreves for å magnetisere kjernen.
Eksitasjonsstrømmen kan dekomponeres i to komponenter: magnetiseringsstrømmen og tapskomponenten. Magnetiseringsstrømmen (Im) er komponenten som produserer den magnetiske fluksen i kjernen. Tapskomponenten (Ia) representerer de aktive effekttapene i kjernen på grunn av virvelstrømmer og hysterese. Den totale eksitasjonsstrømmen er fasesummen av disse to komponentene: Dvs=Im + Ia. Magnetiseringsstrømmen er vanligvis mye større enn tapskomponenten, spesielt i kjernematerialer av høy-kvalitet med lave tap.
Størrelsen på eksitasjonsstrømmen avhenger av flere faktorer. Kjernematerialegenskapene-inkludert permeabilitet, metningsflukstetthet og tap-spiller en primær rolle. Materialer med høyere permeabilitet krever mindre magnetiseringsstrøm for å produsere en gitt fluks. Kjernedimensjonene og antall sekundære vindinger påvirker også eksitasjonsstrømmen: en større kjerne og flere vindinger gir generelt lavere eksitasjonsstrøm for en gitt spenning. Eksitasjonsspenningen, som bestemmes av belastningen og sekundærstrømmen, er en annen kritisk faktor.
Eksitasjonsstrømmen er den primære feilkilden i en strømtransformator. Fordi eksitasjonsstrømmen trekker fra strømmen som ellers ville vært tilgjengelig for sekundærkretsen, bidrar den direkte til forholdsfeilen til CT. Forholdet mellom eksitasjonsstrøm og forholdsfeil kan forstås ved å vurdere at de primære ampere-omdreiningene må være lik summen av de sekundære ampere-omdreiningene og eksitasjonsampere-omdreiningene. Når eksitasjonsstrømmen øker-på grunn av høyere belastning, høyere sekundærspenning eller kjernemetning-minker sekundærstrømmen, og forholdsfeilen øker.
Eksitasjonskarakteristikken til en CT presenteres typisk som en kurve som relaterer den påførte sekundære spenningen til eksitasjonsstrømmen. Denne kurven har to distinkte regioner: et lineært område ved lave spenninger der kjernen ikke er mettet, og et mettet område ved høye spenninger hvor eksitasjonsstrømmen øker raskt med små økninger i spenningen. Overgangen mellom disse regionene kalles knepunktet. Under knepunktet er eksitasjonsstrømmen liten og CT-nøyaktigheten god. Over knepunktet øker eksitasjonsstrømmen dramatisk og CT-nøyaktigheten forringes raskt.
Eksitasjonsstrømmen bestemmer den maksimale nøyaktigheten som kan oppnås med en gitt CT. Fordi eksitasjonsstrømmen er en iboende egenskap til den magnetiske kjernen, setter den en grunnleggende grense for CTs ytelse. Selv under ideelle forhold introduserer eksitasjonsstrømmen en liten, men ikke-null forholdsfeil og fasefeil. CT-designerens mål er å minimere eksitasjonsstrømmen gjennom nøye valg av kjernemateriale, kjernedimensjoner og viklingskonfigurasjon.
I praktiske applikasjoner måles eksitasjonsstrømmen under CT-testing for å verifisere CT-ens ytelse. Eksitasjonstesten innebærer å påføre en variabel spenning på sekundærviklingen med den primære åpen-krets og måle den resulterende eksitasjonsstrømmen. Eksitasjonskurven oppnådd fra denne testen brukes til å bestemme knepunktspenningen og for å vurdere CT-ens egnethet for beskyttelsesapplikasjoner. En CT med lavere eksitasjonsstrøm for en gitt spenning anses generelt for å være av høyere kvalitet.
Eksitasjonsstrømmen har også viktige sikkerhetsimplikasjoner. Hvis sekundærkretsen til en CT utilsiktet er åpen-kretsløp mens primærstrømmen flyter, vil eksitasjonsstrømmen produsere en svært høy spenning over sekundærterminalene. Dette kan sette personell i fare og skade utstyr. Sekundærkretsen til en strømtransformator bør aldri stå åpen-krets mens primærstrømmen fortsetter å flyte, siden CT-en oppfører seg som en svært mettet choke, og produserer en topp og relativt høy spenning på sekundærutgangen.
Oppsummert er eksitasjonsstrømmen en grunnleggende egenskap ved strømtransformatorer som direkte bestemmer nøyaktigheten og ytelsen. Den representerer strømmen som kreves for å magnetisere kjernen og er den primære kilden til forholds- og fasefeil. Å forstå eksitasjonsstrømmen-og dens forhold til kjernemateriale, belastning og driftsspenning-er avgjørende for CT-valg, testing og bruk i elektriske kraftsystemer.