Měření vysokých proudů a vysokých napětí

Měření stejnosměrných proudů do 6000 I se obvykle vyrábí pomocí nástrojů magnetoelektrického systému s bočníky.

Silnoproudé bočníky se stávají objemnými, těžkými a drahými, například bočník 75ShS 6000 A váží 24 kg. Navíc použití bočníků pro vysoké proudy neposkytuje dostatečnou přesnost a výkonové ztráty v nich jsou velké, např. u výše zmíněného bočníku při jmenovitém napětí 75 mV je výkonová ztráta 6000 A x 0,075 V. = 450 W. Proto se pro měření velkých konstantních proudů používají transformátory konstantního proudu, které se vyrábějí pro jmenovité primární proudy od 7,5 do 70 kA se sekundárním proudem 5 A.

Rýže. 1. Bočník B6 — jmenovitý proud 1A — 15kA — úbytek napětí 100mV

Stejně jako v obvodech střídavého proudu je primární vinutí připojeno k obvodu měřeného proudu (v drátové sekci), zatímco sekundární vinutí jsou připojena ke zdroji sinusového napětí v sérii se zátěží. Je v nich indukováno EMF, jehož hodnota závisí na primárním proudu.Sekundární proud je úměrný primárnímu proudu, pokud je zátěžový odpor mnohem menší než indukční odpor vinutí.

Schéma stejnosměrného transformátoru je na obr. 2.

DC transformátor se skládá ze dvou identických uzavřených jader, z nichž každé má dvě vinutí nad sebou. Jádra jsou vyrobena z permaloidu.

Měřený stejnosměrný proud protéká primárními vinutími zapojenými do série. Dvě sekundární vinutí zapojená do série (nebo paralelně) jsou připojena přes usměrňovač ke zdroji střídavého proudu.

Sekundární vinutí jsou zapojena tak, že během prvního půlcyklu střídavého proudu i2 sekundární n. p. i2w2 v prvním jádru má opačný směr vzhledem k primárnímu n. p. i1w21 a ve druhém jádru směry primárního a sekundárního n. v. zápasy. Ve druhé půlperiodě naopak v prvním jádru směru n. v. se shodují a ve druhém budou mít opačné směry.

Rýže. 2. Schéma stejnosměrného měřicího transformátoru

Za přítomnosti konstantního měřeného proudu v primárním obvodu proudového transformátoru bude v sekundárním obvodu protékat střídavý proud s obdélníkovým tvarem křivky a v diagonále můstkového usměrňovače, do kterého bude proudit stejnosměrný proud. je připojen měřící mechanismus. Změna velikosti měřeného proudu povede ke změně primárního N. s F =i1wl.

Změřením sekundárního proudu a jeho vynásobením skutečným Ano, každý transformační koeficient, dostaneme skutečnou hodnotu primárního proudu.

Rýže. 3. Charakteristika proudového transformátoru: a — magnetizační křivka; b — proudová křivka v sekundárním okruhu; c — křivka proudu v glukometru.

Měření velkých střídavých proudů se provádí zpravidla ampérmetry elektromagnetických, ferodynamických, elektrodynamických systémů, které se zapínají měřicími transformátory proudu, které se vyrábějí pro jmenovité primární proudy do 25 kA.

V některých případech by mělo být zahrnutí ampérmetrů přímo do úseku vodičů nebo přípojnic (bez proudových transformátorů) při napětí obvodu nad 500 V provedeno tak, aby byla zajištěna bezpečnost provozu a pohodlí při sledování odečtů zařízení .Ampérmetry jsou v takových případech často izolovány od země montáží na izolátory.

Ve vysokonapěťových obvodech bez ohledu na druh proudu a frekvenci musíme usilovat o zařazení ampérmetru do části obvodu na potenciálu rovném nebo blízkém potenciálu země, protože jinak hrozí nebezpečí pro experimentátora a personálu údržby, mohou vzniknout další chyby z elektrického pole a nepříznivých podmínek pro provoz izolace zařízení, které v tomto případě musí být v souladu s provozním napětím měřeného obvodu.

Ve vysokonapěťových DC obvodech lze měřit napětí:

1) voltmetry magnetoelektrického systému, které jsou vyráběny pro jmenovité napětí do 6 kV,

2) voltmetry elektrostatického systému, které jsou vyráběny pro jmenovité napětí do 100 kV,

3) pomocí měřicích transformátorů stejnosměrného napětí.

Na Obr. 4 je schéma měřicího transformátoru stejnosměrného napětí. Primární vinutí transformátoru zapojené do série s přídavným odporem jsou připojeny k měřenému napětí.Paralelně zapojená sekundární vinutí jsou připojena přes usměrňovač ke střídavému napájení. V úhlopříčce obvodu usměrňovače je zařazen měřicí mechanismus.

Rýže. 4. Schéma transformátoru pro měření stejnosměrného napětí

Rýže. 5. Elektrostatický kilovoltmetr

Ve vysokonapěťových střídavých obvodech se měření napětí obvykle provádí pomocí voltmetrů dimenzovaných na 100 V připojených přes transformátory pro měření napětí. V tomto případě na jedné straně odpadá úskalí výroby zařízení přímo pro vysoké napětí, na druhé straně odpadá nebezpečí pro obsluhující personál při práci s měřicími zařízeními připojenými přímo na vodiče vysokého napětí.

Ve vysokonapěťové technice se k měření vysokého napětí často používají speciální elektrostatické voltmetry, zapalovací svíčky a elektronické osciloskopy. Poslední dvě z těchto zařízení se primárně používají k měření napěťových impulsů.