מדידת זרמים גבוהים ומתחים גבוהים

מדידה של זרמים ישרים עד 6000 I מבוצעת בדרך כלל באמצעות כלים של מערכת מגנו-אלקטרית עם shunts.

שאנטים בזרם גבוה הופכים למסורבלים, כבדים ויקרים, למשל שאנט 75ShS 6000 A שוקל 24 ק"ג. כמו כן, השימוש בשאנטים לזרמים גבוהים אינו מספק דיוק מספק והפסדי ההספק בהם גדולים, למשל בשאנט הנ"ל במתח נומינלי של 75 mV, הפסד ההספק הוא 6000 A x 0.075 V = 450 W. לכן, למדידת זרמים קבועים גדולים משתמשים בשנאי זרם קבוע, המיוצרים עבור זרמים ראשוניים מדורגים מ-7.5 עד 70 kA עם זרם משני של 5 A.

אורז. 1. Shunt B6 - זרם נקוב 1A - 15kA - נפילת מתח 100mV

כמו במעגלי זרם חילופין, הפיתול הראשוני מחובר למעגל הזרם הנמדד (בקטע החוטים), בעוד שהפיתולים המשניים מחוברים למקור מתח סינוסואידי בסדרה עם העומס. מושרה בהם EMF, שערכו תלוי בזרם הראשוני.הזרם המשני הוא פרופורציונלי לזרם הראשוני אם התנגדות העומס קטנה בהרבה מההתנגדות האינדוקטיבית של הפיתולים.

הסכימה של שנאי DC מוצגת באיור. 2.

שנאי DC מורכב משתי ליבות סגורות זהות, שלכל אחת מהן יש שתי פיתולים המונחים זה על זה. הליבות עשויות פרמלואיד.

הזרם הישר הנמדד זורם דרך הפיתולים הראשוניים המחוברים בסדרה. שתי פיתולים משניים המחוברים בסדרה (או במקביל) מחוברים דרך מיישר למקור מתח AC.

הפיתולים המשניים מחוברים כך שבמהלך חצי המחזור הראשון של זרם חילופין i2 n משני. עמ' i2w2 בליבה הראשונה יש כיוון הפוך ביחס ל-n הראשונית. עמ' i1w21 ובגרעין השני כיווני ה-n הראשוני והמשני. נגד התאמות. במחצית השנייה, להיפך, בליבה הראשונה של כיוון n. v. חופפים, ובשני יהיו להם כיוונים מנוגדים.

אורז. 2. סכמטי של שנאי מדידה DC

בנוכחות זרם נמדד קבוע במעגל הראשוני של שנאי הזרם, יזרום זרם חילופין בעל צורה מלבנית של העקומה במעגל המשני, וזרם ישר יזרום באלכסון של מיישר הגשר אליו. מנגנון מדידה מחובר. השינוי בגודל הזרם הנמדד יוביל לשינוי ב-N הראשוני עם F =i1wl.

על ידי מדידת הזרם המשני והכפלתו בזרם האמיתי כן כל מקדם טרנספורמציה, נקבל את הערך האמיתי של הזרם הראשוני.

אורז. 3. מאפייני השנאי הנוכחי: א - עקומת מגנטיזציה; ב - עקומת זרם במעגל המשני; c - עקומת זרם בגלוקומטר.

מדידת זרמי חילופין גדולים, ככלל, מתבצעת על ידי מד זרם של מערכות אלקטרומגנטיות, פרו-דינמיות, אלקטרודינמיות, המופעלות על ידי מדידת שנאי זרם, המיוצרים עבור זרמים ראשוניים מדורגים של עד 25 kA.

בשימוש במקרים מסוימים, הכללת מדי זרם ישירות בקטע של חוטים או פסים (ללא שנאי זרם) במתחי מעגל מעל 500 וולט צריכה להיעשות בצורה כזו שתבטיח את בטיחות השירות ואת הנוחות של צפייה בקריאות של המכשיר .מדי אמפר במקרים כאלה מבודדים לעתים קרובות מהאדמה על ידי הרכבתם על מבודדים.

במעגלי מתח גבוה, ללא קשר לסוג הזרם והתדר, עלינו לשאוף לכלול מד זרם בקטע של המעגל בפוטנציאל השווה או קרוב לפוטנציאל הארקה, כי אחרת יש סכנה לנסיין אנשי תחזוקה, הם עלולים לנבוע שגיאות נוספות מהשדה החשמלי ומתנאים שליליים לפעולת הבידוד של המכשיר, שבמקרה זה חייב להיות עקבי עם מתח הפעולה של המעגל הנמדד.

במעגלי DC במתח גבוה, ניתן למדוד את המתח:

1) מדי מתח של המערכת המגנטו-אלקטרית, המיוצרים עבור מתח נומינלי עד 6 קילו וולט,

2) מדי מתח של המערכת האלקטרוסטטית, המיוצרים עבור מתח נומינלי של עד 100 קילו וולט,

3) באמצעות שנאים למדידת מתח DC.

באיור. 4 הוא דיאגרמה של שנאי למדידת מתח DC. הפיתולים העיקריים של השנאי המחוברים בסדרה עם ההתנגדות הנוספת מחוברים למתח הנמדד.הפיתולים המשניים המחוברים במקביל מחוברים דרך מיישר לאספקת AC. מנגנון מדידה כלול באלכסון של מעגל המיישר.

אורז. 4. סכימה של שנאי למדידת מתח DC

אורז. 5. מד קילו וולט אלקטרוסטטי

במעגלי AC במתח גבוה, מדידת מתח נעשית בדרך כלל עם מדי מתח בדירוג של 100 וולט המחוברים באמצעות שנאים למדידת מתח. במקרה זה מחד נעלמים הקשיים בייצור מכשירים ישירות למתח גבוה, מאידך מתבטלת הסכנה לאנשי השירות בעבודה עם מכשירי מדידה המחוברים ישירות לחוטי מתח גבוה.

בטכנולוגיית מתח גבוה משתמשים לרוב במדי מתח אלקטרוסטטיים מיוחדים, מצתים ואוסילוסקופים אלקטרוניים למדידת מתח גבוה. שני המכשירים האחרונים משמשים בעיקר למדידת פולסי מתח.