Шунтуючі резистори є важливими чутливими компонентами для вимірювання струму в лічильниках електроенергії. Вони використовують характеристики низького опору марганцево-мідного сплаву для досягнення точного вимірювання струму шляхом вимірювання падіння напруги на резисторі, коли через нього протікає струм (закон Ома V=I×R). Вони також є недорогим-рішенням для відбору зразків у лічильниках електроенергії, яке можна адаптувати.
В даний час галузь в основному класифікує шунтові резистори лічильників електроенергії на основі процесу зварювання, способу встановлення, структурних характеристик і рівня точності. Різні типи демонструють значні відмінності в процесі, продуктивності та застосовних сценаріях, і всі вони мають відповідати національним/галузевим стандартам, таким як JB/T 11722-2013 і DL/T 2345-2021.
Класифікація за процесом зварювання: паяний шунт або зварений шунт електронним променем
Це класифікація шунтів лічильників електроенергії на основі процесу їх виробництва, який визначає надійність, точність і адаптивність до температури. Електронно-променеве зварювання - це нова технологія, яка в даний час замінює традиційні методи пайки.
Паяний шунт
1. Особливості процесу
Цей процес є простим і має низькі витрати на виробництво, з’єднаний пайкою манганінової стійкої пластини з мідною клемою за допомогою традиційних паяльних матеріалів.
2. Основні характеристики
Існує проблема виділення тепла в шарі пайки. Манганін і мідь мають тенденцію до роз’єднання внаслідок теплового розширення та звуження, що призводить до відносно високого температурного коефіцієнта, середньої стабільності опору та слабкої -здатності до удару блискавки.
3. Сценарії застосування
Загальні лічильники електроенергії та економічні лічильники електроенергії з невисокими вимогами до точності вимірювань.
Електронно-променевий зварний шунт
1. Особливості процесу
Не використовуються паяльні матеріали. Манганін і мідний термінал з’єднуються в одне ціле за допомогою високотемпературного-електронного променя. Він має надзвичайно високі вимоги до чистоти манганіну та мідних матеріалів із суворою точністю процесу.
2. Основні характеристики
Він має низький температурний коефіцієнт, майже відсутній дрейф опору та відсутність додаткового виділення тепла від паяльних матеріалів. Манганін і мідний термінал ніколи не роз’єднуються. Він може легко адаптуватися до лічильників електроенергії класу 0,5, витримує випробування на удар блискавки 3000 A/10 мс, має більшу стійкість до окислення та здатність до перевантаження.
3. Сценарії застосування
Лічильники електроенергії постійного струму середньої та великої-потужності (зарядні стовпи, фотоелектричні), промислові-електролічильники та зовнішні електролічильники в широко-температурному середовищі. Це також основний вибір для інтегрованих шунтів лічильників електроенергії постійного струму.
Класифікація за способом встановлення: вбудований-інтегрований шунт або зовнішній окремий шунт
Ця класифікація в першу чергу стосується лічильників постійного струму (особливо для зарядних станцій для електромобілів). Основна різниця полягає в тому, чи шунтуючий резистор інтегровано в корпус лічильника, що безпосередньо впливає на встановлення лічильника, споживання електроенергії, здатність проти-інтерференції та загальну похибку вимірювання. Це також є ключовим моментом при виборі лічильників електроенергії для зарядних станцій.
Зовнішній шунт-роздільного типу
1. Конструктивні особливості
Шунт не залежить від корпусу лічильника електроенергії та потребує підключення до лічильника за допомогою проводів для відбору проб. Необхідно спланувати окреме місце для встановлення та прокладку проводів.
2. Основні характеристики
Щоб зменшити-перешкоди вибірки на великі відстані, переважно використовується передача сигналу високої{1}}напруги (75 мВ/50 мВ), що призводить до значно більшого споживання електроенергії та виділення тепла (споживання електроенергії досягає 22,5 ВА за робочих умов 300 А). Похибки вимірювання накладаються вимірювальним приладом, шунтом і процесом підключення, що призводить до високої сумарної невизначеності похибки (для звичайного вимірювального приладу класу 1,0 + шунта класу 0,5 сумарна похибка може досягати ±1,5%). Він має слабку здатність проти-електромагнітних перешкод.
3. Сценарії застосування
Ранні лічильники електроенергії для зарядних станцій постійного струму, зарядні колони постійного струму з подвійною-гарматою та сценарії вимірювання накопичення енергії з низькими вимогами до місця для встановлення.
Вбудований-інтегрований шунт
1. Конструктивні особливості
Шунт вбудовано безпосередньо в корпус лічильника електроенергії, не потребуючи зовнішніх проводів для відбору проб. Потрібні лише зовнішні лінії напруги та лінії зв’язку, що робить проводку надзвичайно простою.
2. Основні характеристики
Він використовує передачу сигналу низької-напруги (6 мВ). Шунт має менше значення опору, а його споживання електроенергії становить лише 1/12 споживання електроенергії розділеного-типу (лише 1,8 ВА при робочому стані 300 А), що забезпечує низьке тепловиділення та контрольоване підвищення температури. Ланка вибірки коротка і замкнута, без додаткового накладання похибок, а точність вимірювання може досягати класу 0,5 (похибка ±0,5%). Він має сильну анти{12}}інтерференційну здатність, а також може реалізувати інтегровану свинцеву пломбу для запобігання несанкціонованому втручанню.
3. Сценарії застосування
Нові електролічильники постійного струму з одноразовою гарматою, високоточні фотоелектричні лічильники та компактні електролічильники для транспортних засобів/невеликих накопичувачів енергії. Це напрямок технологічної еволюції лічильників електроенергії постійного струму.
3. Застосовні сценарії: новий лічильник енергії постійного струму для зарядки постійного струму з одним-пістолетом, високо{2}}точний фотоелектричний вимірювальний лічильник енергії та компактний-платний/маломасштабний-лічильник енергії накопичення енергії представляють напрямок технологічного прогресу для лічильників енергії постійного струму.
Класифікація за структурними специфікаціями: стандартні струмові шунтові серії FL
Це звичайна структурна модель шунта вимірювача потужності постійного струму. Основні компоненти поділяються на базовий тип FL-2 і потужний тип FL-29/FL-39, обидва мають структуру з чотирьох клем (зовнішні клеми струму та внутрішні клеми потенціалу), придатні для різних діапазонів струму та вихідної напруги.
1.FL-2 Тип:Основна основна модель, клас точності 0,5/1,0, діапазон струму 1A~15000A, параметри номінальної вихідної напруги включають 20 мВ, 30 мВ, 50 мВ, 75 мВ, 100 мВ (стандарт 75 мВ), підвищення температури менше або дорівнює 80 градусам нижче 50 А та менше або дорівнює 120 градусам вище 50 А. Підходить для більшості лічильників змінного струму та лічильників постійного струму малої та середньої потужності;
2.FL-29/FL-39 Тип:Покращена-потужна версія FL-2, розроблена для над-застосувань із надвисоким струмом понад 2000 А. Він має стійку до високої{6}}температури ізольовану основу та більшу здатність до перевантаження, що підходить для промислового вимірювання постійного струму надвисокої потужності;
3. Загальні характеристики:Усі моделі використовують листи опору з марганцево-мідного сплаву + мідні з’єднувачі, підтримують індивідуальні розміри, а деякі виробники можуть надавати спеціальні специфікації для експорту, адаптуючись до різних національних стандартів лічильників енергії.
Класифікація за рівнем точності: 0,2 клас / 0,5 клас / 1 клас шунтів
Ця класифікація базується на стандарті DL/T 2345-2021 для зовнішніх шунтів лічильників енергії постійного струму. Клас точності безпосередньо відповідає точності вимірювання лічильника електроенергії, а також є основним показником для заводської перевірки шунта.
Основні межі похибок шунтуючих резисторів
| Струм навантаження (I) | Умова вимірювання | Клас 0.2 | Клас 0,5 | 1 клас |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Менше або дорівнює I Менше або дорівнює 0,05 Iₙ | Після термостабілізації шунтуючого резистора | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Менше або дорівнює I Менше або дорівнює 1,2 Iₙ | Після термостабілізації шунтуючого резистора | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1. Клас 0,2 Шунт
Найвищий клас точності з мінімальною основною похибкою в стандартних умовах. Вплив коливань температури та вологості на помилки суворо контролюється.Додатки: Лабораторне калібрування, високо-точні промислові лічильники електроенергії та лічильники електроенергії для митного оформлення.
2. Шунт класу 0,5
Основний клас точності в галузі.Додатки: цивільні/промислові лічильники електроенергії змінного струму, лічильники електроенергії для зарядки постійного струму та фотоелектричні лічильники електроенергії. Це також стандартна точність для шунтів серії FL.
3. Шунт 1 класу
Економічний{0}}клас точності.Додатки: вимірювання високого -струму понад 5000 А, електролічильники електромережі з низькими вимогами до точності та тимчасові вимірювальні лічильники електроенергії.
Порівняльна таблиця типів сердечників для шунтів електролічильників
Щоб чіткіше проілюструвати відмінності між різними типами, нижче порівнюються чотири шунтуючі резистори із сердечником-паяні/зварені електронним променем (процес) і внутрішні/зовнішні (встановлення)-, які найчастіше використовуються в галузі, на основі їхніх ключових показників ефективності.
| Вимір порівняння | Манганіновий дротовий шунт | Електронно{0}}зварний шунт | Зовнішній дискретний тип | Внутрішній інтегрований тип |
|---|---|---|---|---|
| Температурний коефіцієнт | >50 ppm | < 30 ppm | - | - |
| Розсіювана потужність 300 A (приклад) | - | - | 22,5 ВА | 1,8 ВА |
| Помилка точності вимірювання | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (сукупний) | ±0,5% (не-кумулятивно) |
| Здатність-захищати від перешкод | Середній | Сильний | Слабкий (довгі відведення проб) | Сильний (герметичний сигнальний контур) |
| Виробнича вартість | Низький | Середній–Високий | Низький (системний{0}}рішення) | Середній (інтегроване рішення) |
| Типові сценарії застосування | Загальнобудинкові лічильники електроенергії | Промислові/постійні/широкі-лічильники температури | Лічильники енергії з подвійною-гарматою постійного-заряджання | Швидка-зарядка постійним струмом/лічильники фотоелектричної енергії |