Meting van hoge stromen en hoge spanningen

Meting van gelijkstromen tot 6000 I wordt meestal uitgevoerd met behulp van instrumenten van een magneto-elektrisch systeem met shunts.

High current shunts worden omvangrijk, zwaar en duur, een 75ShS 6000 A shunt weegt bijvoorbeeld 24 kg. Bovendien biedt het gebruik van shunts voor hoge stromen onvoldoende nauwkeurigheid en zijn de vermogensverliezen daarin groot, bijvoorbeeld in de bovengenoemde shunt bij een nominale spanning van 75 mV is het vermogensverlies 6000 A x 0,075 V = 450 W. Daarom worden voor het meten van grote constante stromen constante stroomtransformatoren gebruikt, die zijn vervaardigd voor nominale primaire stromen van 7,5 tot 70 kA met een secundaire stroom van 5 A.

Rijst. 1. Shunt B6 — nominale stroom 1A — 15kA — spanningsval 100mV

Net als bij wisselstroomcircuits is de primaire wikkeling verbonden met het gemeten stroomcircuit (in het draadgedeelte), terwijl de secundaire wikkelingen zijn verbonden met een sinusvormige spanningsbron in serie met de belasting. Daarin wordt een EMF opgewekt, waarvan de waarde afhangt van de primaire stroom.De secundaire stroom is evenredig met de primaire stroom als de belastingsweerstand veel kleiner is dan de inductieve weerstand van de wikkelingen.

Het schema van de DC-transformator wordt getoond in Fig. 2.

Een gelijkstroomtransformator bestaat uit twee identieke gesloten kernen met elk twee over elkaar liggende wikkelingen. De kernen zijn gemaakt van permaloid.

De gemeten gelijkstroom vloeit door de in serie geschakelde primaire wikkelingen. Twee in serie (of parallel) geschakelde secundaire wikkelingen zijn via een gelijkrichter verbonden met een wisselstroombron.

De secundaire wikkelingen zijn zo aangesloten dat tijdens de eerste halve cyclus van wisselstroom i2 secundair n. p.i2w2 in de eerste kern heeft de tegengestelde richting ten opzichte van de primaire n. p.i1w21 en in de tweede kern de richtingen van de primaire en secundaire n. v. wedstrijden. In de tweede helft daarentegen in de eerste kern van de n-richting. v. samenvallen, en in de tweede zullen ze tegengestelde richtingen hebben.

Rijst. 2. Schema van een DC-meettransformator

Bij aanwezigheid van een constante gemeten stroom in de primaire kring van de stroomtransformator, zal in de secundaire kring een wisselstroom met een rechthoekige kromme vloeien en zal er een gelijkstroom vloeien in de diagonaal van de bruggelijkrichter waarnaar de meetmechanisme is aangesloten. De verandering in de grootte van de gemeten stroom zal leiden tot een verandering in de primaire N. met F =i1wl.

Door de secundaire stroom te meten en te vermenigvuldigen met de echte Ja elke transformatiecoëfficiënt, krijgen we de werkelijke waarde van de primaire stroom.

Rijst. 3. Kenmerken van de stroomtransformator: a — magnetiseringscurve; b — stroomverloop in het secundaire circuit; c - huidige curve in de glucometer.

Meting van grote wisselstromen wordt in de regel uitgevoerd door ampèremeters van elektromagnetische, ferrodynamische, elektrodynamische systemen, die worden ingeschakeld door meetstroomtransformatoren te meten, die zijn geproduceerd voor nominale primaire stromen tot 25 kA.

In sommige gevallen gebruikt, moet de opname van ampèremeters direct in het gedeelte van draden of rails (zonder stroomtransformatoren) bij circuitspanningen van meer dan 500 V op een zodanige manier worden gedaan dat de veiligheid van de service en het gemak van het observeren van de aflezingen wordt gegarandeerd. het apparaat. Ampèremeters worden in dergelijke gevallen vaak geïsoleerd van de aarde door ze op isolatoren te monteren.

In hoogspanningscircuits, ongeacht het type stroom en frequentie, moeten we ernaar streven om een ​​ampèremeter in een deel van het circuit op te nemen met een potentiaal gelijk aan of dicht bij het aardpotentiaal, omdat er anders gevaar bestaat voor de experimentator en onderhoudspersoneel kunnen extra fouten optreden als gevolg van het elektrische veld en ongunstige omstandigheden voor de werking van de isolatie van het apparaat, die in dit geval consistent moet zijn met de bedrijfsspanning van het gemeten circuit.

In DC-hoogspanningscircuits kan de spanning worden gemeten:

1) voltmeters van het magneto-elektrische systeem, die zijn vervaardigd voor een nominale spanning tot 6 kV,

2) voltmeters van het elektrostatische systeem, die zijn geproduceerd voor een nominale spanning tot 100 kV,

3) gebruik van DC-spanningsmeettransformatoren.

In afb. 4 is een schema van een gelijkspanningsmeettransformator. De in serie geschakelde primaire wikkelingen van de transformator met de extra weerstand zijn verbonden met de gemeten spanning.De parallel geschakelde secundaire wikkelingen zijn via een gelijkrichter verbonden met een AC-voeding. In de diagonaal van de gelijkrichterschakeling is een meetmechanisme opgenomen.

Rijst. 4. Schema van een transformator voor het meten van gelijkspanning

Rijst. 5. Elektrostatische kilovoltmeter

In AC-hoogspanningscircuits wordt de spanningsmeting meestal uitgevoerd met voltmeters van 100 V die zijn aangesloten via spanningsmeettransformatoren. In dit geval verdwijnen enerzijds de moeilijkheden om apparaten direct voor hoogspanning te maken, anderzijds wordt het gevaar voor onderhoudspersoneel bij het werken met meetapparaten die rechtstreeks op hoogspanningsdraden zijn aangesloten, geëlimineerd.

In de hoogspanningstechniek worden vaak speciale elektrostatische voltmeters, bougies en elektronische oscilloscopen gebruikt om hoogspanning te meten. De laatste twee van deze apparaten worden voornamelijk gebruikt om spanningspulsen te meten.