Мерење великих струја и високих напона
Мерење једносмерних струја до 6000 И обично се производи помоћу алата магнетоелектричног система са шантови.
Шантови велике струје постају гломазни, тешки и скупи, на пример шант 75СхС 6000 А тежи 24 кг. Осим тога, употреба шантова за велике струје не обезбеђује довољну тачност и губици снаге у њима су велики, на пример, у горе поменутом шанту при називном напону од 75 мВ, губитак снаге је 6000 А к 0,075 В. = 450 В. Због тога се за мерење великих константних струја користе трансформатори константне струје који се производе за називне примарне струје од 7,5 до 70 кА са секундарном струјом од 5 А.
Пиринач. 1. Шант Б6 — називна струја 1А — 15кА — пад напона 100мВ
Као и у колима наизменичне струје, примарни намотај је повезан са струјним колом мерене струје (у пресеку жице), док су секундарни намотаји повезани са синусоидним извором напона у серији са оптерећењем. У њима се индукује ЕМФ, чија вредност зависи од примарне струје.Секундарна струја је пропорционална примарној ако је отпор оптерећења много мањи од индуктивног отпора намотаја.
Шема ДЦ трансформатора је приказана на Сл. 2.
Трансформатор једносмерне струје се састоји од два идентична затворена језгра, од којих свако има два намотаја која су постављена један на други. Језгра су направљена од пермалоида.
Измерена једносмерна струја тече кроз примарне намотаје повезане у серију. Два секундарна намотаја повезана серијски (или паралелно) су повезана преко исправљача на извор наизменичне струје.
Секундарни намотаји су повезани тако да током првог полупериода наизменичне струје и2 секундарно н. п. и2в2 у првом језгру има супротан смер у односу на примарни н. стр и1в21 а у другом језгру правци примарног и секундарног н. в. утакмице. У другом полупериоду, напротив, у првом језгру н правца. в. поклапају, а у другом ће имати супротне смерове.
Пиринач. 2. Шема једносмерног мерног трансформатора
У присуству константне мерене струје у примарном колу струјног трансформатора, у секундарном колу ће тећи наизменична струја правоугаоног облика криве, а једносмерна струја тећи у дијагонали мосног исправљача на који је струја струја. мерни механизам је повезан. Промена величине мерене струје довешће до промене примарне Н. са Ф =и1вл.
Мерењем секундарне струје и множењем са реалном Да сваки коефицијент трансформације, добијамо стварну вредност примарне струје.
Пиринач. 3. Карактеристике струјног трансформатора: а — крива магнетизације; б — крива струје у секундарном колу; ц — крива струје у глукометру.
Мерење великих наизменичних струја, по правилу, врши се амперметрима електромагнетних, феродинамичких, електродинамичких система, који се укључују мерним струјним трансформаторима, који се производе за називне примарне струје до 25 кА.
У неким случајевима, укључивање амперметара директно у пресек жица или сабирница (без струјних трансформатора) на напонима кола изнад 500 В треба да се изврши на начин да се обезбеди сигурност услуге и погодност посматрања очитавања уређај .Амперметри се у таквим случајевима често изолују од земље постављањем на изолаторе.
У високонапонским колима, без обзира на врсту струје и фреквенцију, морамо тежити укључивању амперметра у део кола на потенцијалу једнаком или блиском потенцијалу земље, јер у супротном постоји опасност за експериментатора и особља за одржавање, могу настати додатне грешке од електричног поља и неповољних услова за рад изолације уређаја, која у овом случају мора бити у складу са радним напоном мерног кола.
У високонапонским ДЦ колима, напон се може мерити:
1) волтметри магнетоелектричног система који се производе за називни напон до 6 кВ,
2) волтметри електростатичког система који се производе за називни напон до 100 кВ,
3) коришћењем мерних трансформатора једносмерног напона.
На сл. 4 је дијаграм мерног трансформатора једносмерног напона. Примарни намотаји трансформатора повезани серијски са додатним отпором су повезани на измерени напон.Секундарни намотаји повезани паралелно су повезани преко исправљача на напајање наизменичном струјом. У дијагоналу исправљачког кола је укључен мерни механизам.
Пиринач. 4. Шема трансформатора за мерење једносмерног напона
Пиринач. 5. Електростатички киловолтметар
У високонапонским наизменичним колима мерење напона се обично врши помоћу волтметара на 100 В повезаних преко трансформатора за мерење напона. У овом случају, с једне стране, нестају тешкоће у изради уређаја директно за високи напон, а са друге стране, елиминише се опасност по сервисно особље при раду са мерним уређајима који су директно повезани на високонапонске жице.
У високонапонској технологији се за мерење високог напона често користе специјални електростатички волтметри, свећице и електронски осцилоскопи. Последња два од ових уређаја се првенствено користе за мерење импулса напона.