Mesura d'alts corrents i altes tensions
La mesura de corrents continus fins a 6000 I es produeix normalment amb eines d'un sistema magnetoelèctric amb derivacions.
Els shunts d'alta corrent es tornen voluminosos, pesats i cars, per exemple, un shunt 75ShS 6000 A pesa 24 kg. A més, l'ús de derivacions per a corrents elevats no proporciona una precisió suficient i les pèrdues de potència en elles són grans, per exemple, en la derivació esmentada a una tensió nominal de 75 mV, la pèrdua de potència és de 6000 A x 0,075 V. = 450 W. Per tant, per mesurar grans corrents constants s'utilitzen transformadors de corrent constant, que es fabriquen per a corrents primaris nominals de 7,5 a 70 kA amb un corrent secundari de 5 A.
Arròs. 1. Shunt B6 — corrent nominal 1A — 15kA — caiguda de tensió 100mV
Com en els circuits de corrent altern, el bobinat primari està connectat al circuit de corrent mesurat (a la secció del cable), mentre que els bobinatges secundaris es connecten a una font de tensió sinusoïdal en sèrie amb la càrrega. S'hi indueix un EMF, el valor del qual depèn del corrent primari.El corrent secundari és proporcional al corrent primari si la resistència de càrrega és molt menor que la resistència inductiva dels bobinats.
L'esquema del transformador de CC es mostra a la Fig. 2.
Un transformador de corrent continu consta de dos nuclis tancats idèntics, cadascun dels quals té dos bobinatges superposats l'un a l'altre. Els nuclis estan fets de permaloide.
El corrent continu mesurat flueix pels bobinatges primaris connectats en sèrie. Dos bobinatges secundaris connectats en sèrie (o paral·lel) es connecten mitjançant un rectificador a una font d'alimentació de CA.
Els bobinatges secundaris estan connectats de manera que durant el primer mig cicle de corrent altern i2 secundari n. p.i2w2 en el primer nucli té la direcció oposada respecte al primari n. p.i1w21 i en el segon nucli les direccions del primari i secundari n. v. partits. En el segon mig període, per contra, al primer nucli de la direcció n. v. coincideixen, i en el segon tindran direccions oposades.
Arròs. 2. Esquema d'un transformador de mesura de corrent continu
En presència d'un corrent mesurat constant al circuit primari del transformador de corrent, un corrent altern amb una forma rectangular de la corba fluirà al circuit secundari i un corrent continu fluirà a la diagonal del pont rectificador al qual el mecanisme de mesura està connectat. El canvi en la magnitud del corrent mesurat comportarà un canvi en el N. primari amb F =i1wl.
Mitjançant la mesura del corrent secundari i multiplicant-lo pel real Sí, tots els coeficients de transformació, obtenim el valor real del corrent primari.
Arròs. 3. Característiques del transformador de corrent: a — corba de magnetització; b — corba de corrent al circuit secundari; c — corba de corrent al glucòmetre.
La mesura de grans corrents alterns, per regla general, es realitza mitjançant amperímetres de sistemes electromagnètics, ferrodinàmics i electrodinàmics, que s'encenen mitjançant transformadors de mesura de corrent, que es produeixen per a corrents primaris nominals de fins a 25 kA.
Utilitzat en alguns casos, la inclusió d'amperímetres directament a la secció de cables o barres (sense transformadors de corrent) a tensions de circuit superiors a 500 V s'ha de fer de manera que es garanteixi la seguretat del servei i la comoditat d'observar les lectures de el dispositiu .En aquests casos, els amperímetres sovint s'aïllen de terra muntant-los en aïllants.
En circuits d'alta tensió, independentment del tipus de corrent i freqüència, hem de tenir com a objectiu incloure un amperímetre en una secció del circuit a un potencial igual o proper al potencial de terra, perquè en cas contrari hi ha un perill per a l'experimentador i personal de manteniment, poden sorgir errors addicionals del camp elèctric i condicions desfavorables per al funcionament de l'aïllament del dispositiu, que en aquest cas ha de ser coherent amb la tensió de funcionament del circuit mesurat.
En circuits de CC d'alta tensió, la tensió es pot mesurar:
1) voltímetres del sistema magnetoelèctric, que es fabriquen per a una tensió nominal de fins a 6 kV,
2) voltímetres del sistema electrostàtic, que es produeixen per a una tensió nominal de fins a 100 kV,
3) utilitzant transformadors de mesura de tensió CC.
A la fig. La figura 4 és un diagrama d'un transformador de mesura de tensió de CC. Els bobinatges primaris del transformador connectats en sèrie amb la resistència addicional estan connectats a la tensió mesurada.Els bobinatges secundaris connectats en paral·lel es connecten mitjançant un rectificador a una font de CA. S'inclou un mecanisme de mesura a la diagonal del circuit rectificador.
Arròs. 4. Esquema d'un transformador per mesurar la tensió continua
Arròs. 5. Kilovoltmetre electrostàtic
En circuits de corrent altern d'alta tensió, la mesura de la tensió es fa normalment amb voltímetres de 100 V connectats mitjançant transformadors de mesura de tensió. En aquest cas, d'una banda, desapareixen les dificultats de fabricar dispositius directament per a alta tensió, d'altra banda, s'elimina el perill per al personal de servei quan treballa amb aparells de mesura connectats directament a cables d'alta tensió.
En la tecnologia d'alta tensió, sovint s'utilitzen voltímetres electrostàtics especials, bugies i oscil·loscopis electrònics per mesurar l'alta tensió. Els dos últims d'aquests dispositius s'utilitzen principalment per mesurar polsos de tensió.