Измерение тока

Измерение тока должно производиться в цепях всех напряжений, где оно необходимо для систематического контроля технологического процесса или оборудования.

Амперметры переменного тока устанавливаются там, где необходим систематический контроль технологического процесса; во всех цепях выше 1 кВ, если есть трансформаторы тока, используемые для других целей, и в цепях напряжением до 1 кВ измерения общего тока всех подключенных электроприемников (а иногда и для отдельных электроприемников).

Амперметры постоянного тока устанавливаются в цепях генераторов постоянного тока, силовых преобразователей, выпрямителей, цепях возбуждения синхронных компенсаторов и аккумуляторных батарей. Амперметры постоянного тока должны иметь двусторонние шкалы, если возможно изменение направления тока.

Для измерения тока используется измерительный прибор - амперметр (для приборов, предназначенных для измерения малых токов, также используются названия миллиамперметр, микроамперметр, гальванометр). Единица измерения тока – ампер (А). Амперметр включается последовательно в исследуемую цепь. При этом цепь разрывается.

Основные методы измерения силы тока:

- магнитоэлектрический,

- электромагнитный

- бесконтактный, с использованием токовых клещей

- косвенный (путём измерения вольтметром напряжения на известном сопротивлении).

Включение в цепь амперметра приводит к увеличению общего сопротивления цепи, а, следовательно, к уменьшению значения тока в ней.

Относительная величина уменьшения тока в цепи оценивается коэффициентов влияния амперметра:

- внутреннее сопротивление амперметра;

- сопротивление цепи между, токами включения прибора

Для ослабления влияния амперметра на режим исследуемой не цепи необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление было мало по сравнению с сопротивлением цепи . В настоящее время, чтобы не разрывать исследуемую цепь применяют токовые клещи.

Отношение сопротивлений можно заменить отношением мощностей Р_А и Р потребления соответственно амперметра и самой цепи:

δI = -(Р_А/Р)/(1 + Р_А/Р).

Погрешность измерения тем меньше, чем меньше мощность потребления амперметра РA по сравнению с мощностью потребления цепи Р, в которой осуществляется измерение. Поэтому амперметр, включаемый последовательно в цепь измерения, должен обладать малым сопротивлением, т. е. RA → 0.

Косвенное измерение токов производится с помощью резисторов с известным сопротивлением R₀, включаемых в разрыв цепи, и высокочувствительных измерителей напряжения. Измеряемый ток 1_Х = U₀/R₀, где U_о - падение напряжения на резисторе R₀, измеренное вольтметром либо компенсатором постоянного тока.

Для получения минимальных погрешностей измерения тока сопротивление резистора R₀ должно быть много меньше сопротивления цепи, в которой измеряется ток. Косвенный способ реализован в электронных аналоговых и цифровых измерителях тока.

Приборы на большие токи выполнить трудно, поэтому при измерениях на постоянном токе амперметры подключаются через шунты, а на переменном токе – через трансформаторы тока:

Для контроля нагрузки переменного тока напряжением 0,4—0,6—10 кВ применяются переносные приборы—электроизмерительные клещи:

Электроизмерительные клещи состоят из трансформатора тока с разъемным магнитопроводом 1, снабженным рукоятками 4 и амперметром 3. При измерении магнитопровод клещей должен охватывать токоведущий проводник 2 так, чтобы он не касался его или соседних с ним фаз. В схеме электроизмерительных клещей измерительный прибор (амперметр) включается во вторичную обмотку трансформатора тока клещей с помощью моста на резисторах и диодах. Добавочные резисторы Rl—R10 позволяют иметь пять пределов измерения (15, 30,75,300,600 А).

Пример. Амперметры СА3020:

- номинальное значение измеряемого тока, Iн-1А (СА3020-1), 2А (СА3020-2) или 5А (СА3020-5);

- диапазон измеряемых токов от 0,01 Iн до 1,5 Iн;

- частотный диапазон измеряемых токов от 45 до 850Гц;

- пределы основной допускаемой приведенной погрешности ±0,2% к номинальному значению измеряемого тока;

- напряжение питания - сеть переменного тока напряжением (85-260)В и частотой (47-65)Гц или постоянное напряжение (120 - 300)В;

- потребляемая мощность не более 4ВА, габариты 144x72x190мм, масса не более 0,55кг.

- мощность, потребляемая измерительной цепью амперметров серии 3020, не превышает: для СА3020-1 – 0,12 В^.A; для СА3020-2 – 0,25 В^.A; для СА3020-5 – 0,6 В^.A;

Амперметры имеют возможность установки по интерфейсу RS485 (гальванически развязаному)   коэффициентов трансформации ИТТ (Кт) в диапазоне от 1 до 30000 и индицируют значение измеряемого тока с учетом установленного коэффициента трансформации ИТТ в амперах или килоамперах.

Кроме функции измерения амперметры реализуют функцию контроля минимального и максимального допустимых значений измеряемого тока. Выход измеряемого тока за установленные значения индицируется световой индикацией на лицевой панели и при этом замыкаются контакты одного из реле. Диапазон установки уставок нижнего допускаемого значения измеряемого тока от (0,02 Iн*Кт) до (1,48 Iн*Кт). Диапазон установки уставок верхнего допускаемого значения измеряемого тока от 0,03 Iн*Кт до 1,49 Iн*Кт.

Амперметр СА3020, сертифицирован на соответствие требованиям стандартов безопасности, электромагнитной совместимости и др. (ГОСТ 14014, ГОСТ 22261, ГОСТ Р 51350, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 51317.3.2-3, ГОСТ Р 51317.4.2-4,  ГОСТ Р 51317.4.11).