Общие сведения

В цепях постоянного тока для расширения пределов измерения применяют добавочные резисторы и шунты совместно с прибором магнитоэлектрической системы.

Добавочные резисторы, включенные последовательно с измерительным механизмом, образуют делитель напряжения. Они изготавливаются из манганиновой проволоки.

Добавочные резисторы бывают щитовыми и переносными, калиброванными и ограничено взаимозаменяемыми, т. е. такими, которые предназначены для приборов определенного типа, имеющих одинаковые электрические параметры. Добавочные резисторы применяются для напряжений до 30 кВ постоянного и переменного тока частот от 10 Гц до 20 кГц.

По точности добавочные резисторы разделяются на классы 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0.

Рис. 44. Схема подключения магнитоэлектрического прибора с добавочным сопротивлением

Для измерения напряжения применяется схема, изображённая на рис. 44.

Ток полного отклонения рамки прибора

,

где R₀ – сопротивление измерительного механизма; R_D– добавочное сопротивление из манганина; U– измеряемое напряжение, отсюда

,

где m – коэффициент расширения предела измерения прибора по напряжению.

Приборы магнитоэлектрической системы прямого включения в цепь измеряют малые токи (микро- и миллиамперметры с пределами измерения до 50 мА).

Рис. 45. Схема подключения магнитоэлектрического прибора с шунтом

Для измерения больших значений токов применяют шунты – специальные резисторы R_Ш, включённые в цепь измеряемого тока параллельно с измерительным прибором (рис. 45).

Шунты изготовляются из манганина. На небольшие токи (до 30 А) шунты обычно размещаются в корпусе прибора (внутренние шунты); на большие токи (до 7500 А) применяются наружные шунты. Наружные шунты имеют две пары зажимов: токовые и потенциальные. Токовые зажимы служат для включения шунта в цепь с измеряемыми параметрами; к потенциальным зажимам, сопротивление между которыми равно R_ш, подключают измерительный механизм прибора.

Наружные (взаимозаменяемые) шунты разделяются на классы точности: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5.

Условием параллельной работы шунта и измерительного прибора является равенство напряжений U_ш = U₀. Эти напряжения, согласно государственного стандарта, имеют значения 30, 45, 60, 75 мВ.

Измеряемый ток в цепи определяется по первому закону Кирхгофа:

, отсюда или .

Таким образом, сопротивление шунта можно определить по формуле:

где n– коэффициент шунтирования.

В цепях переменного тока низкого напряжениярасширение пределов по напряжению осуществляется с помощью добавочных сопротивлений, а по току – секционированием катушек приборов и применением измерительных трансформаторов тока.

Рис. 46. Схема включения приборов с измерительными трансформаторами

В установках высокого напряжения включение измерительных приборов осуществляется через измерительные трансформаторы тока и напряжения (рис. 46).

Измерительные трансформаторы подразделяются на лабораторные и стационарные. Они выпускаются на область номинальных частот от 25 Гц до 10 кГц.

Лабораторные измерительные трансформаторы тока производятся на различные номинальные значения первичного тока, лежащие в пределах от 0,1 А до 30 кА, и номинальные значения вторичного тока 5 А. Для них установлены классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1 и 0,2. Стационарные измерительные трансформаторы тока изготавливаются на номинальные первичные токи от 1А до 40кА и номинальные вторичные токи – 1; 2; 2,5; 5 А. Для них установлены классы точности 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 10,0.

Стационарные измерительные трансформаторы напряжения делятся на классы точности 0,5; 1,0 и 3,0, а лабораторные – на классы 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Стационарные трансформаторы напряжения изготовляются на номинальные напряжения от 127 В до 35 кВ при вторичном напряжении 150, 100 и 100/ В.

Значения электрических величин с первичной стороны определяются как

, ,

где K_IHи K_UH – номинальные коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения.

Погрешности, вносимые в измерение трансформаторами, определяются как

, .