En strømtransformers excitationsstrøm er den strøm, der kræves for at etablere og opretholde den magnetiske flux i CT-kernen. Det er en lille, men kritisk vigtig komponent i CT'ens drift, da det direkte påvirker nøjagtigheden af den aktuelle transformation. Ifølge International Electrotechnical Commission (IEC) er exciteringsstrømmen defineret som "rms-værdien af strømmen taget af sekundærviklingen af en strømtransformator, når en sinusformet spænding med nominel frekvens påføres de sekundære terminaler, hvor primær- og andre viklinger er åbne-kredsløb".
I det CT-ækvivalente kredsløb løber excitationsstrømmen gennem magnetiseringsgrenen, som repræsenterer kernens magnetiske egenskaber. Den primære strøm antages at blive transformeret perfekt til den sekundære side, men en del af denne strøm afledes gennem excitationsgrenen. Resten er den sande sekundære strøm, der strømmer gennem den eksterne byrde. Excitationsstrømmen er en funktion af den sekundære excitationsspænding (Es) og den sekundære excitationsimpedans (Ze), og den repræsenterer de ampere-omdrejninger, der kræves for at magnetisere kernen.
Excitationsstrømmen kan dekomponeres i to komponenter: magnetiseringsstrømmen og tabskomponenten. Magnetiseringsstrømmen (Im) er den komponent, der producerer den magnetiske flux i kernen. Tabskomponenten (Ia) repræsenterer de aktive effekttab i kernen på grund af hvirvelstrømme og hysterese. Den samlede excitationsstrøm er fasesummen af disse to komponenter: Dvs.=Im + Ia. Magnetiseringsstrømmen er typisk meget større end tabskomponenten, især i kernematerialer af høj-kvalitet med lave tab.
Størrelsen af excitationsstrømmen afhænger af flere faktorer. Kernematerialets egenskaber-herunder permeabilitet, mætningsfluxtæthed og tab-spiller en primær rolle. Materialer med højere permeabilitet kræver mindre magnetiseringsstrøm for at producere en given flux. Kernedimensionerne og antallet af sekundære vindinger påvirker også excitationsstrømmen: En større kerne og flere vindinger resulterer generelt i lavere excitationsstrøm for en given spænding. Excitationsspændingen, som bestemmes af belastningen og den sekundære strøm, er en anden kritisk faktor.
Excitationsstrømmen er den primære fejlkilde i en strømtransformator. Fordi excitationsstrømmen trækker fra den strøm, der ellers ville være tilgængelig for det sekundære kredsløb, bidrager det direkte til forholdsfejlen i CT'en. Forholdet mellem excitationsstrøm og forholdsfejl kan forstås ved at overveje, at de primære ampere-omdrejninger skal være lig med summen af de sekundære ampere-omdrejninger og excitationsampere-omdrejningerne. Når excitationsstrømmen stiger-på grund af højere belastning, højere sekundærspænding eller kernemætning-falder den sekundære strøm, og forholdsfejlen øges.
Excitationskarakteristikken for en CT præsenteres typisk som en kurve, der relaterer den påførte sekundære spænding til excitationsstrømmen. Denne kurve har to adskilte områder: et lineært område ved lave spændinger, hvor kernen ikke er mættet, og et mættet område ved høje spændinger, hvor excitationsstrømmen stiger hurtigt med små stigninger i spændingen. Overgangen mellem disse regioner kaldes knæpunktet. Under knæpunktet er excitationsstrømmen lille, og CT-nøjagtigheden er god. Over knæpunktet stiger excitationsstrømmen dramatisk, og CT-nøjagtigheden forringes hurtigt.
Excitationsstrømmen bestemmer den maksimale nøjagtighed, der kan opnås med en given CT. Fordi excitationsstrømmen er en iboende egenskab ved den magnetiske kerne, sætter den en grundlæggende grænse for CT'ens ydeevne. Selv under ideelle forhold introducerer excitationsstrømmen en lille, men ikke-nul forholdsfejl og fasefejl. CT-designerens mål er at minimere excitationsstrømmen gennem omhyggeligt valg af kernemateriale, kernedimensioner og viklingskonfiguration.
I praktiske applikationer måles excitationsstrømmen under CT-testning for at verificere CT'ens ydeevne. Excitationstesten involverer påføring af en variabel spænding til sekundærviklingen med den primære åben-kredsløb og måling af den resulterende excitationsstrøm. Excitationskurven opnået fra denne test bruges til at bestemme knæpunktspændingen og til at vurdere CT'ens egnethed til beskyttelsesapplikationer. En CT med en lavere excitationsstrøm for en given spænding anses generelt for at være af højere kvalitet.
Excitationsstrømmen har også vigtige sikkerhedsmæssige konsekvenser. Hvis det sekundære kredsløb i en CT utilsigtet er åbent-kredsløb, mens primærstrømmen flyder, vil excitationsstrømmen producere en meget høj spænding over de sekundære terminaler. Dette kan bringe personale i fare og beskadige udstyr. Det sekundære kredsløb i en strømtransformator bør aldrig efterlades åbent-kredsløb, mens primærstrømmen fortsætter med at flyde, da CT'en opfører sig som en meget mættet drossel, der producerer en spids og relativt høj spænding ved den sekundære udgang.
Sammenfattende er excitationsstrømmen en grundlæggende egenskab ved strømtransformatorer, der direkte bestemmer deres nøjagtighed og ydeevne. Det repræsenterer den strøm, der kræves for at magnetisere kernen og er den primære kilde til forholds- og fasefejl. At forstå excitationsstrømmen-og dens forhold til kernemateriale, belastning og driftsspænding-er afgørende for CT-udvælgelse, -testning og anvendelse i elektriske strømsystemer.