Điện trở Shunt là thành phần cảm biến quan trọng để lấy mẫu dòng điện trong đồng hồ đo điện. Họ sử dụng đặc tính điện trở thấp của hợp kim đồng mangan-để đạt được phép đo dòng điện chính xác bằng cách đo độ sụt áp trên điện trở khi dòng điện chạy qua nó (Định luật Ohm V=I×R). Chúng cũng là giải pháp lấy mẫu có chi phí thấp và có khả năng thích ứng cao trong công tơ điện.
Hiện nay, ngành công nghiệp chủ yếu phân loại điện trở shunt của công tơ điện dựa trên quy trình hàn, phương pháp lắp đặt, thông số kỹ thuật kết cấu và mức độ chính xác. Các loại khác nhau thể hiện sự khác biệt đáng kể về quy trình, hiệu suất và các tình huống áp dụng, đồng thời tất cả đều phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia/ngành như JB/T 11722-2013 và DL/T 2345-2021.
Phân loại theo quy trình hàn: shunt hàn đồng thau và shunt hàn chùm tia điện tử
Đây là sự phân loại các shunt đồng hồ điện dựa trên quy trình sản xuất của chúng, quyết định độ tin cậy, độ chính xác và khả năng thích ứng nhiệt độ của sản phẩm. Hàn chùm tia điện tử là công nghệ mới hiện đang thay thế các phương pháp hàn truyền thống.
Shunt hàn
1. Đặc điểm quy trình
Được kết nối bằng cách hàn tấm điện trở manganin với đầu nối đồng bằng vật liệu hàn truyền thống, quy trình này đơn giản và có chi phí sản xuất thấp.
2. Đặc điểm cốt lõi
Có vấn đề sinh nhiệt ở lớp hàn. Đầu cực manganin và đồng có xu hướng tách ra do sự giãn nở và co lại vì nhiệt, dẫn đến hệ số nhiệt độ tương đối cao, độ ổn định điện trở trung bình và khả năng chống sét yếu.
3. Kịch bản ứng dụng
Công tơ điện thông dụng và công tơ điện tiết kiệm, yêu cầu độ chính xác đo thấp.
Shunt hàn chùm tia điện tử
1. Đặc điểm quy trình
Không có vật liệu hàn được sử dụng. Đầu cực manganin và đồng được hợp nhất thành một mảnh thông qua chùm tia điện tử nhiệt độ-cao. Nó có yêu cầu cực kỳ cao về độ tinh khiết của vật liệu manganin và đồng, với độ chính xác quy trình nghiêm ngặt.
2. Đặc điểm cốt lõi
Nó có hệ số nhiệt độ thấp, hầu như không có sự trôi điện trở và không sinh thêm nhiệt từ vật liệu hàn. Đầu cuối manganin và đồng không bao giờ tách rời. Nó có thể dễ dàng thích ứng với đồng hồ đo điện Loại 0,5, vượt qua bài kiểm tra sét đánh 3000A/10ms và có khả năng chống oxy hóa và khả năng quá tải mạnh hơn.
3. Kịch bản ứng dụng
Đồng hồ đo điện DC công suất trung bình và cao-(cọc sạc, quang điện), đồng hồ đo điện-công nghiệp và đồng hồ đo điện ngoài trời trong môi trường-nhiệt độ rộng. Nó cũng là sự lựa chọn chủ đạo cho các bộ chuyển đổi đồng hồ đo điện DC tích hợp hiện nay.
Phân loại theo phương pháp lắp đặt: shunt-tích hợp sẵn và shunt riêng biệt bên ngoài
Phân loại này chủ yếu nhắm vào các đồng hồ đo năng lượng DC (đặc biệt là đối với các trạm sạc xe điện). Sự khác biệt cốt lõi nằm ở việc điện trở shunt có được tích hợp với thân đồng hồ đo năng lượng hay không, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lắp đặt đồng hồ, mức tiêu thụ điện năng, khả năng chống nhiễu và lỗi đo tổng thể. Đây cũng là yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn đồng hồ đo năng lượng cho các trạm sạc.
Shunt-loại chia bên ngoài
1. Đặc điểm cấu trúc
Shunt độc lập với thân công tơ điện và cần được kết nối với công tơ thông qua dây lấy mẫu. Phải quy hoạch không gian lắp đặt và đường đi dây riêng biệt.
2. Đặc điểm cốt lõi
Để giảm-nhiễu lấy mẫu ở khoảng cách xa, truyền tín hiệu điện áp-cao (75mV/50mV) hầu hết được áp dụng, dẫn đến mức tiêu thụ điện năng và sinh nhiệt cao hơn đáng kể (mức tiêu thụ điện đạt 22,5VA trong điều kiện làm việc 300A). Các lỗi đo được chồng lên bởi đồng hồ đo, shunt và quy trình nối dây, dẫn đến độ không đảm bảo về tổng sai số cao (đối với đồng hồ đo Loại 1.0 thông thường + shunt Loại 0,5, tổng sai số có thể đạt tới ± 1,5%). Nó có khả năng chống nhiễu điện từ yếu.
3. Kịch bản ứng dụng
Đồng hồ đo điện cọc sạc DC đời đầu,-cọc sạc DC súng kép và các kịch bản đo lưu trữ năng lượng có yêu cầu thấp về không gian lắp đặt.
Tích hợp-Sunt tích hợp
1. Đặc điểm cấu trúc
Shunt được tích hợp trực tiếp bên trong thân công tơ điện, không cần dây lấy mẫu bên ngoài. Chỉ cần đường dây điện áp bên ngoài và đường dây liên lạc, việc nối dây cực kỳ đơn giản.
2. Đặc điểm cốt lõi
Nó sử dụng truyền tín hiệu điện áp thấp{0}}(6mV). Shunt có giá trị điện trở nhỏ hơn và mức tiêu thụ điện năng của nó chỉ bằng 1/12 so với loại tách-(chỉ 1,8VA trong điều kiện hoạt động 300A), có khả năng sinh nhiệt thấp và tăng nhiệt độ có thể kiểm soát được. Liên kết lấy mẫu ngắn và đóng, không có chồng chất lỗi bổ sung và độ chính xác của phép đo có thể đạt tới Loại 0,5 (sai số ± 0,5%). Nó có khả năng chống nhiễu mạnh mẽ và cũng có thể tích hợp niêm phong chì để ngăn chặn giả mạo.
3. Kịch bản ứng dụng
Đồng hồ đo điện cọc sạc DC-súng đơn mới, đồng hồ đo điện quang điện-có độ chính xác cao và đồng hồ đo điện nhỏ gọn trên-xe cộ/lưu trữ năng lượng nhỏ. Đó là hướng phát triển công nghệ của đồng hồ đo điện DC.
3. Các tình huống có thể áp dụng: Đồng hồ đo năng lượng cọc sạc DC-súng đơn mới, đồng hồ đo năng lượng quang điện-có độ chính xác cao và đồng hồ đo năng lượng lưu trữ năng lượng trên bảng-/quy mô nhỏ{4}} nhỏ gọn thể hiện hướng tiến bộ công nghệ cho đồng hồ đo năng lượng DC.
Phân loại theo thông số kỹ thuật kết cấu: Shunt dòng FL tiêu chuẩn
Đây là mô hình cấu trúc phổ biến của shunt đồng hồ đo nguồn DC. Các thành phần cốt lõi được chia thành loại cơ bản FL-2 và loại công suất cao FL-29/FL-39, cả hai đều có cấu trúc bốn cực (cực dòng điện bên ngoài và cực điện thế bên trong), phù hợp với các dải dòng điện và điện áp đầu ra khác nhau.
1.FL-2 Loại:Model chính cơ bản, cấp độ chính xác 0,5/1,0, dải dòng điện 1A~15000A, các tùy chọn điện áp đầu ra định mức bao gồm 20mV, 30mV, 50mV, 75mV, 100mV (75mV là tiêu chuẩn), tăng nhiệt độ Nhỏ hơn hoặc bằng 80 độ dưới 50A và Nhỏ hơn hoặc bằng 120 độ trên 50A. Thích hợp cho hầu hết các đồng hồ đo năng lượng AC và đồng hồ đo năng lượng DC công suất nhỏ đến trung bình;
2.FL-29/FL-39 Loại:Phiên bản công suất cao-được cải tiến của FL-2, được thiết kế cho các ứng dụng có dòng điện cực cao trên 2000A. Nó có đế cách điện chịu nhiệt độ cao-và khả năng chịu quá tải mạnh hơn, phù hợp với các ứng dụng đo DC công suất cực cao trong công nghiệp;
3. Tính năng chung:Tất cả các kiểu máy đều sử dụng tấm điện trở hợp kim đồng mangan- + đầu nối bằng đồng, hỗ trợ kích thước tùy chỉnh và một số nhà sản xuất có thể cung cấp thông số kỹ thuật đặc biệt để xuất khẩu, thích ứng với các tiêu chuẩn đồng hồ đo năng lượng quốc gia khác nhau.
Phân loại theo mức độ chính xác: 0,2 lớp / 0,5 lớp / 1 lớp shunt
Sự phân loại này dựa trên tiêu chuẩn DL/T 2345-2021 dành cho các shunt bên ngoài của đồng hồ đo năng lượng DC. Cấp độ chính xác tương ứng trực tiếp với độ chính xác đo của đồng hồ đo năng lượng và cũng là chỉ báo cốt lõi để kiểm tra shunt tại nhà máy.
Giới hạn lỗi cơ bản của điện trở Shunt
| Tải hiện tại (I) | Điều kiện đo | Lớp 0,2 | Lớp 0,5 | Lớp 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Nhỏ hơn hoặc bằng I Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05 Iₙ | Sau khi ổn định nhiệt của điện trở shunt | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Nhỏ hơn hoặc bằng I Nhỏ hơn hoặc bằng 1,2 Iₙ | Sau khi ổn định nhiệt của điện trở shunt | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1. Shunt lớp 0,2
Lớp có độ chính xác cao nhất với sai số cơ bản tối thiểu trong điều kiện tham chiếu. Tác động của sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm đến các lỗi được kiểm soát chặt chẽ.Ứng dụng: Hiệu chuẩn trong phòng thí nghiệm, đồng hồ đo điện công nghiệp-có độ chính xác cao và đồng hồ đo điện thông quan.
2. Shunt lớp 0,5
Lớp chính xác chủ đạo trong ngành.Ứng dụng: Đồng hồ đo điện xoay chiều dân dụng/công nghiệp, đồng hồ đo điện DC cọc sạc, đồng hồ đo điện quang điện. Đây cũng là độ chính xác tiêu chuẩn cho các shunt dòng FL.
3. Shunt cấp 1
Lớp chính xác-hiệu quả về mặt chi phí.Ứng dụng: Đo dòng điện cao-trên 5000A, đồng hồ đo điện lưới điện có yêu cầu độ chính xác thấp và đồng hồ đo điện tạm thời.
Bảng so sánh các loại lõi cho Shunt đồng hồ điện
Để minh họa rõ hơn sự khác biệt giữa các loại khác nhau, phần sau đây so sánh bốn điện trở shunt lõi-được hàn bằng đồng/hàn chùm tia điện tử (quy trình) và bên trong/bên ngoài (lắp đặt)-được sử dụng phổ biến nhất trong ngành, dựa trên các chỉ số hiệu suất chính của chúng.
| Thứ nguyên so sánh | Shunt dây Manganin | Electron-Sunt hàn chùm tia | Loại rời rạc bên ngoài | Loại tích hợp nội bộ |
|---|---|---|---|---|
| Hệ số nhiệt độ | >50 trang/phút | < 30 ppm | - | - |
| 300 A Tản điện (Ví dụ) | - | - | 22,5 VA | 1,8 VA |
| Lỗi đo độ chính xác | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (tích lũy) | ±0,5% (không{1}}tích lũy) |
| Khả năng chống nhiễu | Trung bình | Mạnh | Yếu (dẫn lấy mẫu dài) | Mạnh (vòng tín hiệu kín) |
| Chi phí sản xuất | Thấp | Trung bình-Cao | Thấp (giải pháp cấp độ hệ thống) | Trung bình (giải pháp tích hợp) |
| Kịch bản ứng dụng điển hình | Máy đo năng lượng dân dụng chung | Máy đo năng lượng nhiệt độ công nghiệp / DC / rộng{0}} | Đồng hồ đo năng lượng sạc nhanh DC-súng kép{1}} | đồng hồ đo năng lượng quang điện/sạc nhanh DC- |