Meranie vysokých prúdov a vysokého napätia

Meranie jednosmerných prúdov do 6000 I sa zvyčajne vyrába pomocou nástrojov magnetoelektrického systému s šunty.

Silnoprúdové bočníky sa stávajú objemnými, ťažkými a drahými, napríklad bočník 75ShS 6000 A váži 24 kg. Navyše použitie bočníkov pre vysoké prúdy neposkytuje dostatočnú presnosť a výkonové straty v nich sú veľké, napríklad pri vyššie uvedenom bočníku pri menovitom napätí 75 mV je výkonová strata 6000 A x 0,075 V. = 450 W. Preto sa na meranie veľkých konštantných prúdov používajú transformátory konštantného prúdu, ktoré sa vyrábajú pre menovité primárne prúdy od 7,5 do 70 kA so sekundárnym prúdom 5 A.

Ryža. 1. Bočník B6 — menovitý prúd 1A — 15kA — pokles napätia 100mV

Rovnako ako v obvodoch so striedavým prúdom je primárne vinutie pripojené k obvodu meraného prúdu (v drôtovej časti), zatiaľ čo sekundárne vinutia sú pripojené k sínusovému zdroju napätia v sérii so záťažou. V nich sa indukuje EMF, ktorého hodnota závisí od primárneho prúdu.Sekundárny prúd je úmerný primárnemu prúdu, ak je odpor záťaže oveľa menší ako indukčný odpor vinutia.

Schéma jednosmerného transformátora je znázornená na obr. 2.

Jednosmerný transformátor pozostáva z dvoch identických uzavretých jadier, z ktorých každé má dve vinutia umiestnené na sebe. Jadrá sú vyrobené z permaloidu.

Meraný jednosmerný prúd tečie cez primárne vinutia zapojené do série. Dve sekundárne vinutia zapojené do série (alebo paralelne) sú pripojené cez usmerňovač k zdroju striedavého prúdu.

Sekundárne vinutia sú zapojené tak, že počas prvého polcyklu striedavého prúdu i2 sekundárne n. p i2w2 v prvom jadre má opačný smer vzhľadom na primárne n. p.i1w21 a v druhom jadre smery primárneho a sekundárneho n. v. zápasy. V druhej polperióde, naopak, v prvom jadre smeru n. v. sa zhodujú a v druhom budú mať opačné smery.

Ryža. 2. Schéma jednosmerného meracieho transformátora

Za prítomnosti konštantného meraného prúdu v primárnom obvode prúdového transformátora bude v sekundárnom obvode prúdiť striedavý prúd s pravouhlým tvarom krivky a jednosmerný prúd v uhlopriečke mostíkového usmerňovača, ku ktorému je pripojený merací mechanizmus. Zmena veľkosti meraného prúdu povedie k zmene primárneho N. s F =i1wl.

Meraním sekundárneho prúdu a jeho vynásobením skutočným Áno, každý transformačný koeficient, dostaneme skutočnú hodnotu primárneho prúdu.

Ryža. 3. Charakteristika prúdového transformátora: a — magnetizačná krivka; b — prúdová krivka v sekundárnom okruhu; c — krivka prúdu v glukomeri.

Meranie veľkých striedavých prúdov sa spravidla vykonáva pomocou ampérmetrov elektromagnetických, ferodynamických, elektrodynamických systémov, ktoré sa zapínajú meracími transformátormi prúdu, ktoré sa vyrábajú pre menovité primárne prúdy do 25 kA.

V niektorých prípadoch sa používa zahrnutie ampérmetrov priamo do sekcie vodičov alebo prípojníc (bez prúdových transformátorov) pri napätí obvodu nad 500 V tak, aby bola zaistená bezpečnosť prevádzky a pohodlie pri sledovaní údajov prístroj .Ampérmetre sú v takýchto prípadoch často izolované od zeme ich montážou na izolátory.

Vo vysokonapäťových obvodoch, bez ohľadu na druh prúdu a frekvenciu, sa musíme snažiť zaradiť ampérmeter do časti obvodu s potenciálom rovným alebo blízkom potenciálu zeme, pretože inak hrozí nebezpečenstvo pre experimentátora a údržbárom, môžu vzniknúť ďalšie chyby z elektrického poľa a nepriaznivých podmienok pre činnosť izolácie zariadenia, ktoré v tomto prípade musia byť v súlade s prevádzkovým napätím meraného obvodu.

Vo vysokonapäťových jednosmerných obvodoch je možné merať napätie:

1) voltmetre magnetoelektrického systému, ktoré sa vyrábajú pre menovité napätie do 6 kV,

2) voltmetre elektrostatického systému, ktoré sa vyrábajú pre menovité napätie do 100 kV,

3) pomocou meracích transformátorov jednosmerného napätia.

Na obr. 4 je schéma meracieho transformátora jednosmerného napätia. Primárne vinutia transformátora zapojené do série s prídavným odporom sú pripojené k meranému napätiu.Paralelne zapojené sekundárne vinutia sú pripojené cez usmerňovač k zdroju striedavého prúdu. V uhlopriečke obvodu usmerňovača je zahrnutý merací mechanizmus.

Ryža. 4. Schéma transformátora na meranie jednosmerného napätia

Ryža. 5. Elektrostatický kilovoltmeter

Vo vysokonapäťových obvodoch striedavého prúdu sa meranie napätia zvyčajne vykonáva pomocou voltmetrov s menovitým napätím 100 V pripojených cez transformátory na meranie napätia. V tomto prípade na jednej strane odpadajú ťažkosti s výrobou zariadení priamo na vysoké napätie, na druhej strane je eliminované nebezpečenstvo pre obsluhujúci personál pri práci s meracími prístrojmi pripojenými priamo na vysokonapäťové vodiče.

Vo vysokonapäťovej technike sa na meranie vysokého napätia často používajú špeciálne elektrostatické voltmetre, zapaľovacie sviečky a elektronické osciloskopy. Posledné dva z týchto zariadení sa primárne používajú na meranie napäťových impulzov.