Шунтирующие резисторы являются важными чувствительными компонентами для измерения тока в счетчиках электроэнергии. Они используют характеристики низкого сопротивления марганцево-медного сплава- для достижения точного измерения тока путем измерения падения напряжения на резисторе при протекании через него тока (Закон Ома V=I×R). Они также представляют собой недорогое-дешевое и легко адаптируемое решение для отбора проб в счетчиках электроэнергии.
В настоящее время в отрасли классифицируют шунтирующие резисторы счетчиков электроэнергии в основном на основе процесса сварки, метода установки, структурных характеристик и уровня точности. Различные типы демонстрируют существенные различия в процессах, производительности и применимых сценариях, и все они должны соответствовать национальным/отраслевым стандартам, таким как JB/T 11722-2013 и DL/T 2345-2021.
Классификация по способу сварки: паяный шунт и шунт, сваренный электронным лучом.
Это классификация шунтов счетчиков электроэнергии на основе процесса их производства, который определяет надежность, точность и температурную адаптируемость изделия. Электронно-лучевая сварка — это новая технология, которая в настоящее время заменяет традиционные методы пайки.
Паяный шунт
1. Особенности процесса
Соединение манганинового резистивного листа с медной клеммой путем пайки с использованием традиционных припоев является простым и требует низких производственных затрат.
2. Основные характеристики
Существует проблема тепловыделения в слое припоя. Манганиновая и медная клеммы имеют тенденцию разделяться из-за теплового расширения и сжатия, что приводит к относительно высокому температурному коэффициенту, средней стабильности сопротивления и слабой защите от удара молнии.
3. Сценарии применения
Счетчики электроэнергии общего назначения и экономичные счетчики электроэнергии с низкими требованиями к точности измерений.
Электронно-лучевой сварной шунт
1. Особенности процесса
Никакие паяльные материалы не используются. Манганиновая и медная клемма сплавляются в одно целое с помощью высокотемпературного электронного луча. Он предъявляет чрезвычайно высокие требования к чистоте материалов манганина и меди и строгую точность процесса.
2. Основные характеристики
Он имеет низкий температурный коэффициент, практически не имеет дрейфа сопротивления и не выделяет дополнительного тепла от припоев. Манганиновая и медная клемма никогда не разъединяются. Он может легко адаптироваться к электросчетчикам класса 0,5, выдерживать испытание на удар молнии 3000 А/10 мс, а также обладает более высокой стойкостью к окислению и перегрузочной способностью.
3. Сценарии применения
Счетчики электроэнергии постоянного тока средней и высокой-мощности (зарядные батареи, фотоэлектрические батареи), промышленные счетчики электроэнергии-класса и уличные счетчики электроэнергии, работающие в условиях широких-температур. В настоящее время это также основной выбор для встроенных шунтов счетчиков электроэнергии постоянного тока.
Классификация по способу установки: встроенный-встроенный шунт и внешний отдельный шунт.
Эта классификация в первую очередь ориентирована на счетчики энергии постоянного тока (особенно для зарядных станций электромобилей). Основное различие заключается в том, интегрирован ли шунтирующий резистор в корпус счетчика энергии, что напрямую влияет на установку счетчика, потребляемую мощность, защиту от помех-и общую погрешность измерения. Это также является ключевым фактором при выборе счетчиков энергии для зарядных станций.
Внешний шунт-типа сплит-системы
1. Конструктивные особенности
Шунт не зависит от корпуса счетчика электроэнергии и должен быть подключен к счетчику через провода отбора проб. Необходимо спланировать отдельное место для установки и маршруты проводки.
2. Основные характеристики
Чтобы уменьшить-помехи при выборке данных на большие расстояния, в основном применяется передача сигнала с высоким-напряжением (75 мВ/50 мВ), что приводит к значительному увеличению энергопотребления и выделения тепла (потребление мощности достигает 22,5 ВА при рабочем токе 300 А). На ошибки измерения накладываются счетчик, шунт и процесс подключения, что приводит к высокой общей погрешности (для обычного счетчика класса 1,0 + шунта класса 0,5 общая погрешность может достигать ±1,5%). Он обладает слабой защитой от-электромагнитных помех.
3. Сценарии применения
Ранние счетчики электроэнергии постоянного тока, зарядные батареи постоянного тока с двумя-пистолетами и сценарии измерения накопления энергии с небольшими требованиями к пространству для установки.
Встроенный-интегрированный шунт
1. Конструктивные особенности
Шунт встроен непосредственно в корпус счетчика электроэнергии, поэтому внешние провода для отбора проб не требуются. Требуются только внешние линии напряжения и линии связи, что делает проводку чрезвычайно простой.
2. Основные характеристики
Он принимает передачу сигнала низкого-напряжения (6 мВ). Шунт имеет меньшее значение сопротивления, а его энергопотребление составляет всего 1/12 от энергопотребления сплит--типа (всего 1,8 ВА при рабочем состоянии 300 А), характеризуется низким тепловыделением и контролируемым повышением температуры. Канал отбора проб короткий и замкнутый, без дополнительной суперпозиции ошибок, а точность измерения может достигать класса 0,5 (погрешность ±0,5%). Он обладает высокой защитой от-помех, а также может иметь встроенную пломбировку для предотвращения несанкционированного доступа.
3. Сценарии применения
Новые одно-счетчики электроэнергии постоянного тока с зарядкой постоянным током, высокоточные-фотоэлектрические счетчики электроэнергии и компактные-счетчики электроэнергии для транспортных средств и небольших накопителей энергии. Это направление технологической эволюции счетчиков электроэнергии постоянного тока.
3. Применимые сценарии: новый-счетчик энергии постоянного тока с одним-пистолетом, высокоточный-фотоэлектрический счетчик энергии для измерения энергии и компактный-платный/маленький-счетчик энергии для хранения энергии представляют собой направление технологического прогресса в области счетчиков энергии постоянного тока.
Классификация по структурным характеристикам: Стандартные токовые шунты серии FL.
Это обычная структурная модель шунта измерителя мощности постоянного тока. Основные компоненты делятся на базовый тип FL-2 и высокомощный тип FL-29/FL-39, оба имеют четырехклеммную структуру (внешние токовые клеммы и внутренние потенциальные клеммы), подходящие для различных диапазонов тока и выходного напряжения.
1.Тип ФЛ-2:Базовая основная модель, класс точности 0,5/1,0, диапазон тока 1–15 000 А, варианты номинального выходного напряжения включают 20 мВ, 30 мВ, 50 мВ, 75 мВ, 100 мВ (стандартно 75 мВ), повышение температуры менее или равно 80 градусам ниже 50 А и менее или равно 120 градусам выше 50 А. Подходит для большинства счетчиков энергии переменного тока и счетчиков энергии постоянного тока малой и средней мощности;
2.ФЛ-29/ФЛ-39 Тип:Усовершенствованная-версия FL-2, рассчитанная на работу со сверх-сильными токами выше 2000 А. Он имеет высоко-термостойкое изолированное основание и более высокую перегрузочную способность, подходящее для промышленных приложений измерения постоянного тока сверхвысокой мощности;
3. Общие характеристики:Во всех моделях используются листы из марганцево-медного сплава-с сопротивлением + медные разъемы, поддерживаются индивидуальные размеры, а некоторые производители могут предоставлять специальные спецификации для экспорта, адаптируясь к различным национальным стандартам счетчиков энергии.
Классификация по уровню точности: шунты класса 0,2/класса 0,5/1 класса.
Эта классификация основана на стандарте DL/T 2345-2021 для внешних шунтов счетчиков энергии постоянного тока. Класс точности напрямую соответствует точности измерения счетчика электроэнергии и также является основным показателем заводской проверки шунта.
Основные пределы погрешности шунтирующих резисторов
| Ток нагрузки (я) | Условия измерения | Класс 0,2 | Класс 0,5 | Класс 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Меньше или равно I Меньше или равно 0,05 Iₙ | После термостабилизации шунтирующего резистора | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Меньше или равно I Меньше или равно 1,2 Iₙ | После термостабилизации шунтирующего резистора | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1.Класс 0,2 Шунт
Высший класс точности с минимальной основной погрешностью в стандартных условиях. Влияние изменений температуры и влажности на погрешности строго контролируется.Приложения: Лабораторная калибровка, высокоточные-промышленные счетчики электроэнергии и счетчики электроэнергии для таможенного оформления.
2. Шунт класса 0,5
Самый распространенный класс точности в отрасли.Приложения: Гражданские/промышленные счетчики электроэнергии переменного тока, счетчики электроэнергии постоянного тока и фотоэлектрические счетчики электроэнергии. Это также стандартная точность для шунтов серии FL.
3. Шунт класса 1
Экономичный-класс точности.Приложения: Измерение высокого-тока выше 5000 А, счетчики электроэнергии электросетей с низкими требованиями к точности и счетчики электроэнергии временного учета.
Сравнительная таблица типов сердечников шунтов счетчиков электроэнергии
Чтобы более наглядно проиллюстрировать различия между различными типами, ниже сравниваются четыре шунтирующих резистора с сердечником, -паяные/электронно-лучевой сваркой (процесс) и внутренние/внешние (установка)-, которые наиболее часто используются в промышленности, исходя из их ключевых показателей эффективности.
| Сравнительный размер | Манганиновый провод Шунт | Электронно--шунт с лучевой сваркой | Внешний дискретный тип | Внутренний интегрированный тип |
|---|---|---|---|---|
| Температурный коэффициент | >50 частей на миллион | < 30 ppm | - | - |
| Рассеиваемая мощность 300 А (пример) | - | - | 22,5 ВА | 1,8 ВА |
| Ошибка точности измерения | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (совокупно) | ±0,5 % (не-кумулятивный) |
| Защита от-помех | Средний | Сильный | Слабая (длинные отводы выборки) | Сильный (герметичный сигнальный контур) |
| Стоимость производства | Низкий | Средний–высокий | Низкий (решение-уровня системы) | Средний (комплексное решение) |
| Типичные сценарии применения | Общие бытовые счетчики энергии | Промышленные счетчики энергии постоянного тока,-широкого диапазона температур | Двойные-измерители энергии постоянного тока с быстрой зарядкой-пистолетом | Быстрая зарядка постоянным током-/фотоэлектрические счетчики энергии |