Шунтовите резистори са важни сензорни компоненти за текущо вземане на проби в електромери. Те използват характеристиките на ниско съпротивление на манганова-медна сплав, за да постигнат точно измерване на тока чрез измерване на спада на напрежението през резистора, когато токът протича през него (закон на Ом V=I×R). Те също така са ниско{4}}ценово и много адаптивно решение за вземане на проби в електромери.
Понастоящем индустрията основно класифицира шунтовите резистори на електромерите въз основа на процеса на заваряване, метода на инсталиране, структурните спецификации и нивото на точност. Различните типове показват значителни разлики в процеса, производителността и приложимите сценарии и всички трябва да отговарят на национални/индустриални стандарти като JB/T 11722-2013 и DL/T 2345-2021.
Класифицирани по процес на заваряване: запоен шунт срещу заварен шунт с електронен лъч
Това е класификация на шунтове за електромери въз основа на техния производствен процес, който определя надеждността, точността и температурната адаптивност на продукта. Заваряването с електронен лъч е нова технология, която в момента замества традиционните методи за спояване.
Запоен шунт
1. Характеристики на процеса
Свързан чрез запояване на устойчивия на манганин лист към медния терминал с помощта на традиционни материали за спояване, процесът е прост и има ниски производствени разходи.
2. Основни характеристики
Има проблем с генерирането на топлина в слоя за спояване. Манганинът и медният край са склонни да се разделят поради термично разширение и свиване, което води до относително висок температурен коефициент, средна стабилност на съпротивлението и слаба способност срещу -мълния.
3. Сценарии за прилагане
Общи електромери и икономични електромери с ниски изисквания за точност на измерване.
Заварен шунт с електронен лъч
1. Характеристики на процеса
Не се използват материали за спояване. Манганинът и медният терминал се сливат в едно цяло чрез високо-температурен електронен лъч. Има изключително високи изисквания за чистота на манганин и медни материали, със стриктна прецизност на процеса.
2. Основни характеристики
Има нисък температурен коефициент, почти няма дрейф на съпротивлението и няма допълнително генериране на топлина от материали за спояване. Манганинът и медният терминал никога не се разделят. Той може лесно да се адаптира към електромери от клас 0,5, да премине теста за удар от мълния 3000A/10ms и има по-силна устойчивост на окисляване и капацитет на претоварване.
3. Сценарии за прилагане
Електромери за постоянен ток със средна и висока-мощност (зарядни колони, фотоволтаици), електромери за промишлен-клас и електромери на открито в широки-температурни среди. Понастоящем това е и основният избор за интегрирани шунтове за електромери за постоянен ток.
Класифицирани по метод на инсталиране: вграден-интегриран шунт срещу външен отделен шунт
Тази класификация е насочена предимно към електромери за постоянен ток (особено за станции за зареждане на електрически превозни средства). Основната разлика е в това дали шунтиращият резистор е интегриран в корпуса на измервателния уред, което пряко влияе върху инсталацията на измервателния уред, консумацията на енергия, способността за-смущения и общата грешка на измерване. Това също е ключово съображение при избора на електромери за зарядни станции.
Външен сплит-тип шунт
1. Структурни характеристики
Шунтът е независим от тялото на електромера и трябва да бъде свързан към измервателния уред чрез проводници за вземане на проби. Трябва да се планира отделно пространство за монтаж и кабелни маршрути.
2. Основни характеристики
За да се намалят смущенията при вземане на проби на дълги-разстояния, се използва предимно предаване на сигнал с високо-напрежение (75mV/50mV), което води до значително по-висока консумация на енергия и генериране на топлина (консумацията на мощност достига 22,5VA при 300A работно състояние). Грешките в измерването се наслагват от измервателния уред, шунта и процеса на окабеляване, което води до висока обща несигурност на грешката (за конвенционален измервателен уред от клас 1,0 + шунт от клас 0,5 общата грешка може да достигне ±1,5%). Има слаба способност за защита от-електромагнитни смущения.
3. Сценарии за прилагане
Ранни измервателни уреди за постоянен ток за зареждане, купчини за зареждане с постоянен ток с двоен-пистолет и сценарии за измерване на съхранение на енергия с ниски изисквания за пространство за инсталиране.
Вграден-интегриран шунт
1. Структурни характеристики
Шунтът е директно интегриран в тялото на електромера, без да са необходими външни проводници за вземане на проби. Необходими са само външни линии за напрежение и комуникационни линии, което прави окабеляването изключително лесно.
2. Основни характеристики
Той приема предаване на сигнал с ниско{0}}напрежение (6mV). Шунтът има по-малка стойност на съпротивлението и неговата консумация на енергия е само 1/12 от тази на сплит-типа (само 1,8VA при 300A работно състояние), характеризиращ се с ниско генериране на топлина и контролируемо повишаване на температурата. Връзката за вземане на проби е къса и затворена, без допълнително наслагване на грешки и точността на измерване може да достигне клас 0,5 (грешка ±0,5%). Той има силна анти{12}}възможност за смущения и може също да реализира интегрирано оловно запечатване за предотвратяване на подправяне.
3. Сценарии за прилагане
Нови електромери с едно-пистолетно зареждане с постоянен ток, високо{1}}прецизни фотоволтаични електромери и компактни електромери за-автомобили/малки електромери за съхранение на енергия. Това е посоката на технологично развитие на електромерите за постоянен ток.
3. Приложими сценарии: Новият един-пистолетен електромер за зареждане на DC, високо-прецизният фотоволтаичен измервателен енергомер и компактният-на борд/малък-мащаб енергомер за съхранение на енергия представляват посоката на технологичния напредък за електромерите за постоянен ток.
Класифицирани по структурни спецификации: Стандартни токови шунтове от серия FL
Това е общ структурен модел на шунт на електромер за постоянен ток. Основните компоненти са разделени на основен тип FL-2 и високомощен тип FL-29/FL-39, като и двата имат структура с четири клеми (външни клеми за ток и клеми за вътрешен потенциал), подходящи за различни диапазони на тока и изходни напрежения.
1.FL-2 Тип:Основен масов модел, клас на точност 0,5/1,0, диапазон на тока 1A~15000A, опциите за номинално изходно напрежение включват 20mV, 30mV, 50mV, 75mV, 100mV (75mV е стандартно), повишаване на температурата По-малко или равно на 80 градуса под 50A и По-малко от или равно на 120 градуса над 50A. Подходящ за повечето електромери за променлив ток и електромери за постоянен ток с малка до средна мощност;
2.FL-29/FL-39 Тип:Подобрена версия с висока-мощност на FL-2, проектирана за приложения с ултра-висок ток над 2000A. Отличава се с устойчива на висока-температура изолирана основа и по-силен капацитет на претоварване, подходящ за промишлени приложения за измерване на постоянен ток със свръхвисока мощност;
3. Общи характеристики:Всички модели използват съпротивителни листове от манганова-медна сплав + медни съединители, поддържат персонализирани размери и някои производители могат да предоставят специални спецификации за износ, като се адаптират към различни национални стандарти за измервателни уреди.
Класифицирани по ниво на точност: 0,2 клас / 0,5 клас / 1 клас шунтове
Тази класификация се основава на стандарт DL/T 2345-2021 за външни шунтове на електромери за постоянен ток. Класът на точност пряко съответства на точността на измерване на електромера и също така е основен индикатор за фабричната проверка на шунта.
Основни граници на грешки на шунтови резистори
| Ток на натоварване (I) | Състояние на измерване | Клас 0.2 | Клас 0.5 | Клас 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ По-малко или равно на I По-малко или равно на 0,05 Iₙ | След термична стабилизация на шунтовия резистор | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ По-малко или равно на I По-малко или равно на 1,2 Iₙ | След термична стабилизация на шунтовия резистор | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1. Клас 0.2 Шунт
Най-висок клас на точност с минимална основна грешка при референтни условия. Влиянието на промените в температурата и влажността върху грешките е строго контролирано.Приложения: Лабораторно калибриране, високо-прецизни промишлени измервателни електромери и измервателни електромери за митническо освобождаване.
2. Клас 0,5 Шунт
Основният клас на прецизност в индустрията.Приложения: Граждански/промишлени AC електромери, DC зареждащи електромери и фотоволтаични измервателни електромери. Това е и стандартната точност за шунтове от серията FL.
3. Клас 1 шунт
Ценово{0}}ефективен клас на точност.Приложения: Измерване на висок-ток над 5000A, електромери от електрическата мрежа с ниски изисквания за точност и временно измерващи електромери.
Сравнителна таблица на типове сърцевини за шунтове за електромери
За по-ясно илюстриране на разликите между различните типове, по-долу се сравняват четири основни шунтови резистора-запоени/заварени с електронен лъч (процес) и вътрешни/външни (инсталация)-, които са най-често използвани в индустрията, въз основа на техните ключови показатели за ефективност.
| Сравнително измерение | Манганинов тел шунт | Електронно{0}}заварен шунт | Външен дискретен тип | Вътрешен интегриран тип |
|---|---|---|---|---|
| Температурен коефициент | >50 ppm | < 30 ppm | - | - |
| 300 A разсейване на мощността (пример) | - | - | 22,5 VA | 1.8 VA |
| Грешка в точността на измерване | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (кумулативно) | ±0,5% (не-кумулативно) |
| Възможност за-смущения | Средно | Силен | Слаб (дълги проводници за вземане на проби) | Силен (запечатан сигнален контур) |
| Производствени разходи | ниско | Средно–високо | Ниско (решение-на ниво система) | Среден (интегрирано решение) |
| Типични сценарии за приложение | Общи битови електромери | Индустриални / DC / широко{0}}температурни измерватели на енергия | Двойни-пистолети DC бързо-зареждащи се измерватели на енергия | DC бързо{0}}зареждане/фотоволтаични измерватели на енергия |