Резюме: Во многих случаях текущая система измерения в интеллектуальный счетчик энергии тре...
Во многих случаях текущая система измерения в интеллектуальный счетчик энергии требует шунтирующих резисторов функционировать. Эти шунты используются для обхода постоянного тока, проходящего через измеритель, для расширения диапазона прибора и обеспечения выходного сигнала в милливольтах (на стандартный милливольтметр или приборы) пропорционально току, протекающему через шунт. Это позволяет использовать шунт в тех случаях, когда невозможно или небезопасно провести медные шины от цепи, по которой измеряется ток, к измерительной панели или распределительному щиту.
Одна из общих проблем с интеллектуальными энергетическими шунтами заключается в том, что они требуют чрезвычайно высокого допуска сопротивления, обычно до 5%. Это результат самого материала сплава манганина и присущей ему чувствительности к колебаниям температуры в его общем значении сопротивления. Этот допуск можно уменьшить путем калибровки и/или использования шунта с температурной компенсацией, однако это может увеличить общую стоимость собранного счетчика и потребовать дополнительного программного обеспечения.
Альтернативой этим решениям является подстройка шунтирующего резистора. Это делается путем удаления небольшого участка резистивного элемента в области, где значения сопротивления наиболее критичны. Это снижает общее сопротивление шунта и улучшает его способность поддерживать стабильное значение сопротивления в более широком диапазоне рабочих температур, однако этот процесс может отрицательно сказаться на других ключевых характеристиках, таких как повышение температуры и номинальная мощность.
Чтобы определить, оказывает ли подстройка отрицательное влияние на повышение температуры манганинового шунтирующего резистора и его общую номинальную мощность, мы провели серию испытаний на двух разных образцах. Во-первых, термопара типа К была приварена точечной сваркой сопротивления к задней поверхности каждого шунта для измерения повышения температуры. Затем шунты были подключены к мощности до 4 Вт и оценены по величине тока, которую они могли выдержать в течение 24 часов. Для всех измерений сопротивления использовался четырехпроводной метод Кельвина, и результаты сравнивались с необрезанными образцами.
Полученные данные показывают, что в среднем подстроенные шунтирующие резисторы испытали меньшее изменение сопротивления, чем их неподрезанные аналоги при тех же температурах испытаний. Это произошло из-за сочетания факторов, включая начальное окисление на поверхности сплава манганина, которое увеличивает его сопротивление, а также отжиг примесей и снижение сопротивления границ зерен, что снижает общее сопротивление материала.
Однако результаты также показали, что подрезанные шунтирующие резисторы страдали повышенной скоростью изменения сопротивления в течение первых 24 часов испытаний. Это было связано как с начальным окислением, так и с адаптацией шунтов к их новой температуре за этот период времени. Поэтому важно правильно выбрать шунт и контролировать шунты с течением времени на предмет любых изменений значений их сопротивления, которые могут указывать на ухудшение характеристик шунтирующего резистора в течение срока его службы.