Измерване на високи токове и високо напрежение

Измерване на постоянни токове до 6000 И обикновено се произвежда с помощта на инструменти на магнитоелектрическа система с шунтове.

Шунтите за високи токове стават обемисти, тежки и скъпи, например шунт от тип 75ShS 6000 A тежи 24 кг. В допълнение, използването на шунти за високи токове не осигурява достатъчна точност и загубите на мощност в тях са големи, например при гореспоменатия шунт при номинално напрежение 75 mV, загубата на мощност е 6000 A x 0,075 V = 450 W. Следователно за измерване на големи постоянни токове се използват трансформатори с постоянен ток, които се произвеждат за номинални първични токове от 7,5 до 70 kA с вторичен ток от 5 A.

Ориз. 1. Шунт B6 — номинален ток 1A — 15kA — спад на напрежението 100mV

Както в редуващите се вериги ток, първичната намотка е включена във веригата на измерения ток (в среза проводник), докато вторичните намотки са свързани към синусоидален източник на напрежение последователно с товара. В тях се индуцира ЕМП, чиято стойност зависи от първичния ток. Вторичният ток е пропорционален на първичния ток, ако съпротивлението на товара е много по -малко индуктивно съпротивление на намотките.

Схемата на DC трансформатора е показана на фиг. 2.

DC трансформатор се състои от две еднакви затворени жила, всяко от които има две намотки, насложени една върху друга. Ядрата са изработени от пермалоид.

Измереният постоянен ток протича през първичните намотки, свързани последователно. Две вторични намотки, свързани последователно (или паралелно), са свързани чрез токоизправител към източник на променливотоково захранване.

Вторичните намотки са свързани така, че през първия полупериод на променливия ток i2 вторични n. с. i2w2 в първото ядро ​​има противоположна посока по отношение на първичното n. с. i1w21 а във второто ядро ​​посоките на първичното и вторичното n. с. съвпада. През втория полупериод, напротив, в първото ядро ​​на n посока. с. съвпадат, а във втория те ще имат противоположни посоки.

Ориз. 2. Схема на DC измервателен трансформатор

При наличието на постоянен измерен ток в първичната верига на токовия трансформатор, променлив ток с правоъгълна форма на кривата ще тече във вторичната верига, а постоянен ток ще тече в диагонала на мостовия токоизправител, в към който е свързан измервателният механизъм. Промяната в големината на измерения ток ще доведе до промяна в първичния N. с. F =i1wl.

Чрез измерване на вторичния ток и умножавайки го по реалното Да секоефициент на трансформация, получаваме действителната стойност на първичния ток.

Ориз. 3. Характеристики на токовия трансформатор: а — крива на намагнитване; б — крива на тока във вторичната верига; в — крива на тока в глюкомера.

Измерването на големи променливи токове, като правило, се извършва чрез амперметри на електромагнитни, феро-динамични, електродинамични системи, които се включват чрез измервателни токови трансформатори, които се произвеждат за номинални първични токове до 25 kA.

Използвано в някои случаи, включването на амперметри директно в среза на проводници или шини (без токови трансформатори) при напрежения във веригата над 500 V трябва да се извършва по такъв начин, че да се гарантира безопасността на обслужването и удобството да се спазват показанията на устройството.Амперметрите в такива случаи често се изолират от земята, като се монтират върху изолатори.

Във веригите с високо напрежение, независимо от вида на тока и честотата, трябва да се стремим да включим амперметър в участък от веригата с потенциал, равен или близък до потенциала на земята, защото в противен случай съществува опасност за експериментатора и поддръжката персонал, могат да възникнат допълнителни грешки от електрическото поле и неблагоприятни условия за работата на изолацията на устройството, които в този случай трябва да са в съответствие с работното напрежение на измерената верига.

В DC ​​вериги с високо напрежение напрежението може да бъде измерено:

1) волтметри на магнитоелектрическата система, които са произведени за номинално напрежение до 6 kV,

2) волтметри на електростатичната система, които се произвеждат за номинално напрежение до 100 kV,

3) с помощта на измервателни трансформатори на DC напрежение.

На фиг. 4 е диаграма на трансформатор за измерване на DC напрежение. Първичните намотки на трансформатора, свързани последователно с допълнителното съпротивление, са свързани към измереното напрежение. Вторичните намотки, свързани паралелно, са свързани чрез токоизправител към променливотоково захранване. В диагонала на токоизправителната верига е включен измервателен механизъм.

Ориз. 4. Схема на трансформатор за измерване на DC напрежение

Ориз. 5. Електростатичен киловолтметър

При променливотокови вериги с високо напрежение измерването на напрежение обикновено се извършва с волтметри с номинално напрежение 100 V, свързани чрез трансформатори за измерване на напрежение. В този случай, от една страна, изчезват трудностите при направата на устройства директно за високо напрежение, от друга страна, се елиминира опасността за обслужващия персонал при работа с измервателни устройства, свързани директно към проводници с високо напрежение.

В технологията за високо напрежение за измерване на високо напрежение често се използват специални електростатични волтметри, топкови искри и електронни осцилоскопи. Последните две от тези устройства се използват предимно за измерване на импулси на напрежение.