101 Измерване на ток и напрежение

Електрически уреди

§101. Измерване на ток и напрежение

Текущо измерване. За измерване на тока във веригата, амперметърът 2 (фигура 332, а) или милиамперметър се свързва последователно с приемника 3 на електрическата енергия към електрическата верига.

За да се гарантира, че включването на амперметър не засяга работата на електрическите инсталации и не създава големи загуби на енергия, амперметрите се извършват с ниско вътрешно съпротивление. Следователно на практика съпротивлението му може да се счита за равно на нула и да пренебрегва причиненото от него напрежение. Амперметърът може да се свърже само към веригата в серия с товара. Ако амперметърът е свързан директно към източник 1, много ток ще тече през бобината на устройството (съпротивлението на амперметъра е малко) и ще се изгори.

За да се разширят границите на измерване на амперметрите, предназначени за работа в DC схеми, те са свързани паралелно с веригата 4 (Фигура 332, b). Само частта IA на измерения ток I, обратно пропорционална на съпротивлението си RA, преминава през устройството. Повечето от този ток минава през шунт. Инструментът измерва спада на напрежението през шунта, който зависи от тока, преминаващ през шунта, т.е. се използва като миливолтметър. Мащабът на устройството е градуиран в ампери. Познавайки съпротивлението на устройството RA и шунт Rm, това е възможно в съответствие с настоящата IA. фиксиран от устройството, определете измерения ток:

където n = I / IA = (RA + R ш) / R п - коефициент на маневриране. Обикновено се избира еднакъв или множествен 10. Съпротивлението на шунта, необходимо за измерване на тока I, е n пъти по-голямо от тока на устройството IA,

Структурно, шумовете са монтирани в корпуса на устройството (шунтове за токове до 50 А) или са инсталирани извън него и са свързани към устройството чрез проводници. Ако устройството е предназначено за постоянна работа с шунт, то неговата скала се класифицира веднага в стойностите на измерения ток, като се вземе предвид факторът на маневриране и не са необходими изчисления за определяне на тока, който трябва да се извърши. В случай на използване на външни шънтове (отделно от устройствата), върху тях се обозначава номиналният ток, за който се изчисляват, и номиналното напрежение на клемите (калибрирани шумове). Според стандартите това напрежение може да бъде равно на 45, 75, 100 и 150 mV. Шунтите се вдигат до инструментите, така че при номиналното напрежение на шунт-терминалите, иглата на устройството се отклонява по цялата скала. Ето защо номиналното напрежение на устройството и шунт трябва да бъдат еднакви. Има и отделни шънтове, проектирани да работят с определено устройство. Шунтите са разделени на пет класа точност (0.02-0.05-0.1-0.2-0.5). Определянето на класа съответства на допустимата грешка в процента.

С цел да се повиши температурата на шънт ток при преминаване през него не се отрази на показанията, на шънт са изработени от материали с високо съпротивление и ниска температурен коефициент (константан, Манганови, nickeline и т.н.). За да се намали ефекта на температурата върху амперметър последователно с бобината на устройството в някои случаи включват допълнително съпротивление на константи-Tang или друг подобен материал.

Измерване на напрежението. са прикрепени към тези точки, г. е., успоредни на електрически източник на захранване 1 или приемник 3 за измерване на напрежението U действа между две точки на електрическата верига, волтметър 2 (фиг. 332 в).

За да се гарантира, че включването на волтметъра не оказва влияние върху работата на електрическите инсталации и не създава големи загуби на енергия, волтметрите работят с голяма устойчивост. Следователно, практически е възможно да се пренебрегне тока, преминаващ през волтметъра.

За да се разширят границите на измерване на волтметрите, в серия с намотката на устройството е свързан допълнителен резистор 4 (Rd) (фиг. 332, d). Същевременно устройството има само част Uv от измереното напрежение U, което е пропорционално на съпротивлението на устройството Rv.

Знаейки съпротивлението на допълнителния резистор и волтметър, можете да направите стойността на напрежението Uv. фиксирани чрез волтметър, определят напрежението, действащо във веригата:

Стойността n = U / Uv = (Rv + Rd) / Rv показва колко пъти измереното напрежение U е по-голямо от напрежението Uv. колко пъти попада устройството, т.е. колко пъти лимита на измерване на напрежението се увеличава с волтметър при използване на допълнителен резистор.

Съпротивлението на допълнителния резистор, необходимо за измерване на напрежението U, в n пъти напрежението на устройството Uv, се определя по формулата Rd = (n-1) Rv.

Допълнителният резистор може да бъде интегриран в уреда и едновременно с това да се намали влиянието на температурата на околната среда върху показанията на уреда. За тази цел, резистор е направен от материал с малък коефициент температура и устойчивост е значително по-голямо от съпротивлението на бобината, при което общото съпротивление на устройството е почти независим от температурни промени. При точност, допълнителните резистори са разделени на същите класове на точност като шумовете.

Разделители на напрежението. За да се разширят границите за измерване на волтметрите, се използват и делители на напрежението. Те правят възможно намаляването на напрежението, което трябва да бъде измерено, до стойност, съответстваща на номиналното напрежение на дадения волтметър (ограничителното напрежение в неговия мащаб). Съотношението на входното напрежение на делителя U1 към изхода U2 (Фигура 333, а) се нарича коефициент на делене. При неактивност, U1 / U2 = (R1 + R2) / R2 = 1 + R1 / R2. В напрежението разделители, това съотношение може да бъде избран да бъде 10, 100, 500, и т.н., в зависимост от това как

Волтметърът е свързан към разделителните клеми (фиг. 333, b). делител на напрежение въвежда малка грешка при измерването само ако RV на резистентност волтметър е достатъчно голям (текущата преминаване през делител е малко), и източник съпротивление, свързано към делител малък.

Измервателни трансформатори. За да превключвате електрическите измервателни устройства в верига на променлив ток, използвайте измервателни трансформатори, за да се гарантира безопасността на персонала по поддръжката при извършване на електрически измервания във вериги с високо напрежение. Включването на електрически измервателни уреди в тези схеми без такива трансформатори е забранено от правилата за безопасност. Освен това, измервателните трансформатори разширяват обхвата на измерване на инструментите, т.е. позволяват измерване на големи токове и напрежения с помощта на прости устройства, предназначени за измерване на ниски токове и напрежения.

Измервателните трансформатори са разделени на напреженови трансформатори и токови трансформатори. Трансформаторът за напрежение 1 (Фигура 334, а) служи за свързване на волтметри и други устройства, които трябва да отговарят на напрежението. Извършва се като конвенционален двувиващ стъпков трансформатор: първичната намотка е свързана към две точки, между които се изисква измерване на напрежението, а вторичната намотка към волтметъра 2.

Във веригите, измервателният напрежен трансформатор е представен като конвенционален трансформатор (на Фигура 334, а е показан в кръг).

Тъй като съпротивлението на волтметър бобина свързан към трансформатор е голям, трансформатора е почти работи на празен ход и може да бъде надеждно Предполага се, че U1 напрежения и U2 на първични и вторични намотки са право пропорционални на броя на завъртанията? 1 и? 2 от двете намотки на трансформатора, т.е.,

По този начин, чрез избиране на подходящ брой въртежи? 1 и? 2 на намотките на трансформатора, високите напрежения могат да бъдат измерени чрез прилагане на малки напрежения към електрическия измервателен уред.

Напрежението U1 може да се определи чрез умножаване на измереното вторично напрежение U2 от съотношението на трансформация на трансформатора n.

Волтметрите, проектирани за непрекъсната работа с напреженови трансформатори, се класифицират фабрично с отчитане на конверсионен фактор и измерените стойности на напрежението могат да бъдат директно измерени на инструменталната скала.

За да се предотврати опасността от токов удар персонал в случай на повреда на един трансформатор изолация vyeod неговата вторична намотка на трансформатора и стоманения кожух трябва да бъдат заземени.

Токовият трансформатор 3 (Фигура 334, b) служи за свързване на амперметри и други устройства, които трябва да реагират на променливия ток, протичащ през веригата. Извършва се във формата

Фиг. 334. Включване на електрически измервателни уреди чрез измервателни напреженови трансформатори (a) и ток (b)

на конвенционален двустепенен стъпков трансформатор - първичната намотка е свързана последователно с веригата на измерения ток, а амперметър 4 е свързан към вторичната намотка.

Схематично обозначение на токови измервателни трансформатори е показано на фиг. 334, b в кръга.

Тъй като съпротивлението на намотката на амперметър свързана към токов трансформатор обикновено е малък, трансформатора работи в почти късо съединение, и с достатъчна точност може да се предположи, че токове I1 и I2. Преминаването през намотките му ще бъде обратно пропорционално на броя на завъртанията 1 и 2 на тези намотки, т.е.

Следователно, избирайки съответно броя на завоите? 1 и? 2 на намотките на трансформатора, е възможно да се измерят големите токове I1. преминавайки малки токове I2 през електрическото измерващо устройство. Токът I1 може да бъде определен чрез умножаване на измерения вторичен ток I2 със стойността n.

Амперметрите, проектирани за постоянна работа във връзка с токови трансформатори, се класифицират фабрично с отчитане на конверсионния фактор и стойността на измерения ток I1 може да се преброи директно на инструменталната скала.

За да предотвратите опасност от токов удар на електротехниците в случай на повреда на изолацията на трансформатора, един от клемите на вторичната намотка и корпусът на трансформатора са заземени.

На е. п. а. се използват така наречените токови трансформатори (Фигура 335). В такъв трансформатор магнитна верига 3 и вторичната намотка 2, монтирана на втулката 4 служи за въвеждане на високо напрежение към тялото, и ролята на първичната намотка на трансформатора извършва меден прът 1, простираща се във вътрешността на изолатора.

Работните условия на токовите трансформатори са различни от конвенционалните. Например откриването на токов трансформатор вторичната намотка когато първичната намотка включва неприемлив, тъй като това ще доведе до значително увеличаване на магнитен поток и, като следствие, температурата на сърцевината и трансформаторни намотки, т.е.. Е. Неговата недостатъчност. Освен това, при отворената вторична намотка на трансформатора може да се предизвика голямо електрическо поле. и др., опасни за персонала, извършващ измерванията.

Когато инструментът от измервателни трансформатори възникнат грешки в две форми: грешката в грешка съотношение и фаза (при промяна на напрежение или ток otnosheniyaU1 / U2 и I1 / I2 малко променени и фазовия ъгъл между първични и вторични напрежения и токове се отклонява от 180 °). Тези грешки се увеличават, когато трансформаторът е преоценен. Гъвкавата грешка засяга резултатите от измерването;

Тези инструменти зависят от фазовия ъгъл между напрежението и тока (например, ватаметри, електромери и др.). В зависимост от допустимите грешки измервателните трансформатори са разделени според класовете на точност. Класът на точност (0.2-0.5-1 и т.н.) съответства на максималната допустима грешка в коефициента на трансформация като процент от номиналната му стойност.