Kisfeszültségű áramváltó
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8a/ITL-Family.jpg/250px-ITL-Family.jpg)
![térbeli modell rajz](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3b/Stromwandler_Zeichnung.svg/220px-Stromwandler_Zeichnung.svg.png)
![villamossági műszer fotója](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/Clampmeter.jpg/220px-Clampmeter.jpg)
![fekete készülék fotója](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Przekladnik_pradowy_lab_01.jpg/220px-Przekladnik_pradowy_lab_01.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/20/Primeres.jpg/150px-Primeres.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2d/S%C3%ADn%C3%A1ramv%C3%A1lt%C3%B3.jpg/150px-S%C3%ADn%C3%A1ramv%C3%A1lt%C3%B3.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fb/Nyithat%C3%B3.jpg/150px-Nyithat%C3%B3.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3b/DIP_current_transformer.jpg/150px-DIP_current_transformer.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/99/DIP1.jpg/150px-DIP1.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b4/CT1.jpg/150px-CT1.jpg)
A kisfeszültségű áramváltó (angolul current transformer, vagy röviden CT) egy olyan árammérő transzformátor, melynek primer tekercsén folyik át a mérendő elektromos áram, szekunder tekercsét pedig a mérőműszer zárja rövidre. Nagy váltakozó áramok esetén (általában maximum 8000 A–10000 A-ig),[1] vagy ha a mérőműszert galvanikusan le akarják választani a hálózatról,[2] áramváltó közvetítésével mérnek. Amikor az áramkörbe kötött áramváltót nem használják, szekunder kivezetéseit mindig rövidre zárják (ez alól kivételt képeznek az összegző áramváltók).
A kisfeszültségű áramváltók működési elvükben megegyeznek a nagy- és középfeszültségű áramváltókkal, ám azok szigetelése és kialakítása masszív, jellemzően kültéri elhelyezésre alkalmasak.
Működése
Az áramváltó egy olyan árammérő transzformátor, melynek primer tekercsén folyik át a mérendő áram, szekunder tekercsét pedig a mérőműszer zárja rövidre. Az áramváltó működésének alapja a transzformátor gerjesztési egyenlete. Ha a mérendő áramnak nincs egyenáramú összetevője, akkor érvényes az
összefüggés, ahol és a primer és szekunder menetek száma, és a primer és a szekunder áram, pedig a vasmag üzemi átmágnesezéséhez szükséges primer áram. Ez utóbbi igen kicsi, ha a transzformátor rövidre van zárva. , tehát
Ebből következően
vagy
Fontos tudnivalók
- Az áramváltó használata során a szekunder kapcsoknak állandóan rövidre zárva kell lenniük. Ha a primer tekercsen áram folyik, és a szekunder rövidre zárást megszakítjuk, lesz, és az egész primer áram csak a vasmagot gerjeszti; rendkívüli indukció keletkezik a vasmagban, rendkívüli, esetleg életveszélyes feszültség a szekunder kapcsok között.
- Ha csak áramerősséget mérünk az áramváltóval, akkor a szekunder csatlakozás tetszés szerinti lehet. Teljesítmény, munka mérésekor ügyelni kell a helyes áramirányra a szekunder oldalakon. Nemzetközi megállapodás szerint P1 és P2 (régebben K és L) a két primer kapocs és S1, S2 (régebben k és l) a két szekunder kapocs. Ha valamely pillanatban az áram befolyik az P1 kapcson az áramváltóba, akkor az áram kifolyik az áramváltó S1 kapcsából.
- Az áramváltó vasa, hőkezelés után, már rendkívül érzékeny mindenféle mechanikai feszültségre. A vas tönkretehető mechanikai behatásokkal. Nem megengedhető például mereven szilárduló kiöntőanyag használata kiöntéshez, mert az áramváltó pontosságát nagymértékben rontja.
Kivitele
- E–I lemezekből összeállított áramváltó,
- U–I lemezekből összeállított áramváltó,
- M lemezekből összeállított áramváltó,
- Toroid transzformátor.
- A használat módja szerint:
- szerelvényre rögzíthető,
- nyomtatott áramkörbe ültethető,
- hordozható.
Fajtái
- Primer tekercses áramváltó. Megegyezik a fentiekben leírtakkal. Különösen ügyelni kell a primer- és szekunder tekercsek megfelelő elszigetelésére. (lásd: próbafeszültség)
Nagyobb áramokhoz az adott menetszámnak megfelelően elcsípik a primer tekercs minden X-edik (kiszámolt) menetét és a meneteket párhuzamosan kötik.
Univerzális kézi műszereknél szokás áramváltót (és csatoló kondenzátort) használni az egymásra szuperponált, egyenáramú és váltakozó áramú összetevők szétválasztására. Ezeket az áramváltókat általában U és I lemezekből összeállított vasmagon, két teljesen egyenértékű tekercseléssel készítik. A tekercsek az U lemez két szárán helyezkednek el oly módon, hogy gerjesztési irányuk megegyezzen. Mivel egymáshoz képest 180°-kal el vannak forgatva, a külső mágneses terek az egyik tekercs gerjesztését erősítik, de ugyanakkor a másikét gyengítik, és így a hatásuk kiegyenlítődik.
- Sínáramváltó. A primer tekercs a mérendő áramot vezető vezeték vagy sín. Ez tulajdonképpen egyetlen menetnek fogható fel. Kis áramok mérésére a kis gerjesztés miatt nem használható. A sínáramváltók kialakítása olyan, hogy a szabványos sínekhez igazodik a belső lyuk mérete.
- Nyitható sínáramváltó. Nagy áramok mérésénél a vezető rézből készült sín. Ha újabb áramváltót szükséges beszerelni a méréshez, a vezető sínt meg kell bontani. A nyitható sínáramváltó egy oldala és vele a benne elhelyezett vasmag szétszerelhető, a sínre feltehető, és összeszerelve a sín megbontása nélkül használható.
- Lakatfogó. Első változatai a Dietze-fogó, ami voltaképpen nyitható vasmagú áramváltó (olló vagy harapófogó módjára nyitható és csukható), a Reich-fogó,[3][4] ami nyitott U alakú lemezekből összerakott villa, melyen a szekunder tekercs kapcsait egy egyenirányítós lengőtekercses műszer zárja rövidre. A lakatfogók nagy előnye, hogy az árammérésnél a vezető megbontása nélkül közvetlenül tudunk áramot mérni.[5] A modern digitális lakatfogókkal az árammérésen kívül váltakozóáramú feszültséget hatásos teljesítményt, meddő teljesítményt, frekvenciát fáziseltolást és teljesítménytényezőt is lehet mérni. Ezek a lakatfogók nem áramváltóként működnek, hanem Hall-effektussal. Ezek a műszerek nem tartoznak ebbe a kategóriába.
- Sínáramváltó távadóval. Az áramtávadók, teljesítmény-távadók, teljesítménytényező távadók bemenete általában egy áramváltó. Kézenfekvő volt, hogy ennek meghajtására ne egy külön áramváltót használjanak, hanem a sínáramváltóba építsenek be egy távadót. A kimenet szabványos egységjel. A szabványos egységjelek: 0–5 V, 1–5 V, 0–10 V, 2–10 V, 4–20 mA, 0–20 mA.
- Sínáramváltó távadóval és beépített kapcsolóval.. Az áramtávadók bemenete általában egy áramváltó. Kézenfekvő volt, hogy ennek meghajtására ne egy külön áramváltót használjanak, hanem a sínáramváltóba építsenek be egy távadót. A kimenet szabványos egységjel. A beépített DIP kapcsoló lehetővé teszi, hogy a névleges primer áramot elektronikusan átkapcsoljuk. (A valóságban nem a primer áram kerül átkapcsolásra, hanem a távadó bemenetének érzékenységét változtatja meg.)
- Összegző áramváltó. Az összegző áramváltó több főáramváltó áramait összegzi. Ha a főáramváltók közül az egyik árammentes, akkor a megfelelő áramkört nem szabad rövidre zárni sem az összegző, sem a főáramváltó oldalán. A főáramváltók szekunder és az összegző áramváltó primer méréshatárainak megegyezőnek kell lennie.
- Védelmi áramváltó. Bizonytalan nagyságú áramcsúcsokat kell érzékelni, melyek kívül esnek az áramváltó 0–100%-án, de a 100% és a védelmi határtényező közé esnek. Értékét a védelmi áramváltó jelölését követő „P” jelzi (például 5P5, 5P10). Szabványos értékei: 5, 10, 15, 20, 30.
- Kombinált áramváltó A kombinált áramváltóknál egy vagy több szekunder tekercselés van általában a szabványos /1 A és/vagy /5 A méréshatárral. A primer tekercselése osztott kivitelű. A P1 primer kapocshoz képest vannak kialakítva az összes méréshatár kapcsai. A számítás módja megegyezik az áramváltókénál leírtakkal. A képen látható áramváltó 400 ampermenet gerjesztéssel van számolva (lásd rajz: Kombinált áramváltó kapcsolási rajza, kép: Kombinált, hordozható áramváltó).
Az áttételi hiba csökkentésére a szekunder tekercsre 2x∅1 mm huzalból 80 menet és 1x∅ 0,63 mm huzalból 79 menet van feltekerve.
A primer tekercs méretezése: A méretezést mindig a legnagyobb áram méréshatárnál kezdik. A 400 ampermenet gerjesztéshez az 50 A-es méréshatárhoz (400 ampermenet/5 A = 8 menet) a számított menetszám. A tekercseléshez használt ∅1,6 mm-es huzal keresztmetszete 2,01 mm². A párhuzamosan kötendő huzalok számát a legnagyobb megengedhető áramsűrűség határozza meg. Ez legyen maximum 5 A/mm². Az 50 A névleges áramhoz így öt párhuzamos szál adódik ki. (Ekkor az áramsűrűség = 50 A / 5 × 2,01 mm² = 50 A / 10,05 mm² = 4,975 A/mm² ≈ 5 A/mm²) Feltekernek 40 menetet, és minden nyolcadik menetnél elcsípve a szálakat párhuzamosan kötik. A 25 A méréshatárhoz 400 /25 A = 16 menet adódna, de mivel már 8 menet benne van az 50 A-es méréshatárhoz, további 8 menet szükséges (mivel ezt a 8 menetet az 50 A és a 25 A kapcsok közé vezetik ki, a csatlakozás viszont a P1 csatlakozóhoz értendő). A valóságban az egyszerűbb tekercselés miatt 80 menetet tekernek fel, és elcsípnek minden nyolcadik menetet, ebből öt huzalt a P1-50 A közé, másik öt huzalt az 50 A–25 A közé vezetik ki. Ezt a logikát folytatva a 10 A-hez 400/10 = 40–8–8=24 menet, az 5 A-hez 400/5 = 80–8–8–24= 40 menet, a 2,5 A-hez 400/2,5 = 160–8–8–24–40=80 menet adódik. A 2,5 A méréshatárnál az összes menet részt vesz a gerjesztésben, míg ennél kisebb méréshatárok esetében csak a P1 és a bekötött méréshatárok közötti részen folyik a mérendő áram, a többi huzal nyitott áramkör, melyen nem folyik áram. Természetesen a menetszámok meghatározása mellett itt is meghatározzák a szükséges keresztmetszetet.
- Egyenáramú áramváltó
Egyenáramú áramváltó működése
Igen nagy egyenáramok[6] mérésére használható a Krämer-féle egyenáramú áramváltó. A mérendő egyenáram két, egymástól térben elkülönült, és így anyagilag független A és B lemezelt vasmagot, például gyűrűt, sínáramváltó módjára mágnesez. Mindkét vasmagra, a kerület mentén egyenletesen elosztva N2 és N2 azonos menetszámú menet van tekercselve szekunder mérőrendszerként. A két szekunder tekercs sorba van kapcsolva, és az Uv váltakozófeszültségről táplálva; sorba kapcsolásuk olyan, hogy amikor a bennük keringő váltakozó áram az egyik vasmagban ugyanolyan irányban mágnesez, mint az egyenáram, akkor a másik vasmagban a váltakozó áram gerjesztése szembe van fordítva az egyenáram gerjesztésével. Mivel a vasmag anyaga permalloy, mumetal, vagy hasonló anyag, rendkívül csekély gerjesztéssel a vasban mágneses telítettség érhető el. A gerjesztés további növelése gyakorlatilag nem változtatja meg a mágneses indukciót, tehát a gerjesztés (az áram) növelése nincs korlátozva. A vasmagok ezen tulajdonsága miatt a segédáramforrás váltakozó áramát az a vasmag befolyásolja, amelyikben a kétféle, az egyenáramú és a váltakozóáramú gerjesztés éppen egymás ellen működik. Ez a kölcsönhatás azt eredményezheti, hogy erre a vasmagra nézve az egyenáramú és a váltakozóáramú gerjesztés egymást éppen kompenzálja:
vagy
Ez a kompenzálás az segédfeszültség fél periódusa alatt az egyik, a következő fél periódusa alatt a másik vasmagon következik be. A váltakozó áram derékszögű négyszöghullámú görbével áramlik. Ha ezt a váltakozó áramot kétutasan egyenirányítják, az így keletkező egyenáram igen csekély eltéréssel a mérendő egyenáraméval azonos gerjesztésnek felel meg. Az eltérésnek részben a szerkezet üresjárási árama a magyarázata. Ha , akkor . Valami csekély gerjesztést a segédáramforrás ilyenkor is létesít, de ennek mértéke elhanyagolható.
Ha a vasmag mágnesezési görbéje a permalloytípusnak felel meg, az egyenlet érvényessége nem függ az segédfeszültségnek sem a nagyságától, sem frekvenciájától. Ez az erőátviteli frekvenciákon korlátlanul igaz addig, míg az áramkörben csak mágnesezésről van szó. Ha a szekunder körben teher is van (ami elkerülhetetlen), ennek teljesítményét a segédáramforrásnak kell fedeznie, amire már a feszültség ingadozása nem teljesen közömbös, ám az ezzel okozott hiba nagysága elhanyagolható.
Az egyenáramú áramváltó mérőképessége a segédfeszültség működőképességéhez van kötve. Ennek előnye: nem terheli a mérendő kört, de hátránya is, mert a mérés biztonsága így csökken. Mivel igen nagy áramerősségek mérésére használják, mégis szinte nélkülözhetetlen, mivel az ilyen nagy egyenáramok közelsége a közönséges lengőtekercses műszert mágnesesen zavarná, másrészt hagyományos módon sönttel mérve a felvett teljesítménye is rendkívüli: például 50 000 A és 60 mV esetén 3 kW.[7]
Az áramváltó fontosabb paraméterei
Névleges primer áram
A mért áramkör legnagyobb tartós áramának figyelembe vételével kell kiválasztani. Az áramváltókat a névleges áram 20%-a és 100%-a között célszerű használni. A primer áram általában 1–2,5–5–7,5–10–12,5–15–20–25–30–40–50–60–75–80 A, és ezek tízes számú többszörösei, vagy hányadai.
Névleges szekunder áram
A szokásos áram: 5 A vagy 1 A (a terhelés bemenetének megfelelően). Különálló áramváltóknál ez a legelterjedtebb. Műszerekbe épített áramváltóknál, laboratóriumi váltóknál szokásos ennél több, ettől eltérő szekunder alkalmazása.
Pontossági osztály
A pontossági osztály meghatározza az áramváltó legnagyobb áttételi hibáját (százalékban), valamint a szöghibáját (crad-ban[8]) a névleges primer áram és névleges terhelés figyelembe vételével.[9]
- A szabványos pontossági osztályok:
- méréshez: 0,2, 0,2s, 0,5, 0,5s, 1, 3,
- védelemhez: 5P, 10P.
Szabvány szerint a pontosságot a névleges áram alábbi pontjain kell vizsgálni:
| Szabvány szerint a szöghibát a névleges áram alábbi pontjain kell vizsgálni:
|
Névleges terhelhetőség
Névleges terhelhetőség az a VA-ben (voltamperben) megadott legnagyobb teljesítmény, amelyet az áramváltó képes szolgáltatni bizonyos pontossági osztályban. A mérőkör teljesítménye a készülék (például műszer) fogyasztásának (VA) és a csatlakozóvezeték veszteségének összege. Az áramváltónak legalább ekkora, a kívánt pontossági osztályhoz tartozó névleges teljesítménnyel kell rendelkeznie. Ajánlatos, hogy a mérőkör teljesítményigénye az áramváltó teljesítményének 25–100%-a között legyen.
A bekötő vezeték és a műszerek teljesítményfelvétele VA-ben:
1 m | 2 m | 4 m | 6 m | 8 m | 10 m | 15 m | 20 m | 30 m | 40 m | 50 m | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2×0,5 mm² | 0,074 | 0,15 | 0,30 | 0,44 | 0,59 | 0,74 | 1,11 | 1,48 | 2,22 | 2,96 | 3,70 |
2×0,75 mm² | 0,049 | 0,10 | 0,20 | 0,29 | 0,39 | 0,49 | 0,74 | 0,98 | 1,47 | 1,96 | 2,45 |
2×1 mm² | 0,037 | 0,07 | 0,15 | 0,22 | 0,30 | 0,37 | 0,56 | 0,74 | 1,11 | 1,48 | 1,85 |
2×1,5 mm² | 0,025 | 0,05 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,38 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 1,25 |
2×2,5 mm² | 0,015 | 0,03 | 0,06 | 0,09 | 0,12 | 0,15 | 0,23 | 0,30 | 0,45 | 0,60 | 0,75 |
2×4 mm² | 0,009 | 0,02 | 0,04 | 0,05 | 0,07 | 0,09 | 0,14 | 0,18 | 0,27 | 0,36 | 0,45 |
2×6 mm² | 0,003 | 0,006 | 0,012 | 0,018 | 0,024 | 0,03 | 0,045 | 0,06 | 0,09 | 0,12 | 0,15 |
1 m | 2 m | 4 m | 6 m | 8 m | 10 m | 15 m | 20 m | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2×0,5 mm² | 1,837 | 3,67 | 7,35 | 11,02 | – | – | – | – |
2×0,75 mm² | 1,235 | 2,47 | 4,94 | 7,41 | 9,88 | – | – | – |
2×1 mm² | 0,918 | 1,84 | 3,67 | 5,51 | 7,34 | 9,18 | – | – |
2×1,5 mm² | 0,613 | 1,23 | 2,45 | 3,68 | 4,90 | 6,13 | 9,20 | – |
2×2,5 mm² | 0,368 | 0,74 | 1,47 | 2,21 | 2,94 | 3,68 | 5,52 | 7,36 |
2×4 mm² | 0,233 | 0,47 | 0,93 | 1,40 | 1,86 | 2,33 | 3,50 | 4,66 |
2×6 mm² | 0,149 | 0,30 | 0,60 | 0,89 | 1,19 | 1,49 | 2,23 | 2,98 |
Fogyasztás VA | |
---|---|
Lágyvasas műszer | max. 0,5 VA |
Egyenirányítós lengőtekercses műszer | max. 0,3 VA |
Ikerfémes műszer | max. 3 VA |
Ferrodinamikus teljesítménymérő | max. 5 VA/ág |
Ferrodinamikus teljesítménytényező-mérő | max. 12 VA |
Ikerfémes műszer + lágyvasas műszer | max. 3,5 VA |
Elektrodinamikus teljesítménymérő | max. 0,5 VA |
Üzemi feszültség
Az üzemi feszültség az a legnagyobb hálózati feszültség, melyhez az áramváltó még csatlakoztatható. Kisfeszültségű áramváltóknál a primer feszültség maximum 720 V lehet. Ez a feszültség a távvezetékek kivételével mindenhol elegendő.
Névleges termikus határáram
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/%C3%96sszegz%C5%91.jpg/150px-%C3%96sszegz%C5%91.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7b/Hordozhat%C3%B3.jpg/150px-Hordozhat%C3%B3.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/04/Reich_CT.jpg/150px-Reich_CT.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/45/M%C3%A9r%C3%A9si_jegyz%C5%91k%C3%B6nyv.jpg/200px-M%C3%A9r%C3%A9si_jegyz%C5%91k%C3%B6nyv.jpg)
Jele: Ith. A névleges termikus határáramot (primer áram) az áramváltónak 1 percig kell kibírnia károsodás nélkül. Például ha Ith = 40, IN = 100 A, akkor 4000 A-t kell kibírnia. Ez a vizsgálat csak típusvizsgálat része. A keresztmetszetek és az áramok figyelembevételével csak számolni szükséges.
Értéke általában:
- Primer tekercses kivitelnél = 40×IN
- Sínre húzható kivitelnél = 60×IN
Ekkor a megengedhető legnagyobb áramsűrűség
- réz esetén: 180 A/mm²,
- alumínium esetén: 118 A/mm².
- Ezekkel az áramsűrűségekkel a túlmelegedés kb. 180°C. Természetesen a szekunder tekercsben sem lehet ennél nagyobb áramsűrűséget megengedni.
Dinamikus határáram
Jele: Idyn. A dinamikus határáramot az áramváltó mechanikai sérülés nélkül kibírja. Ez elvben az áram első amplitúdója.
Értéke általában Idyn = 2,5×IN, mely a gyártó és a megrendelő megállapodásán múlik.
Tartós túlterhelés
Tartós túlterhelés, az a legnagyobb primer áram, mellyel az áramváltó még folyamatosan terhelhető a megadott hibahatáron belül, károsodás nélkül.
Értéke általában Imax. = 1,2 × IN(primer).
Névleges műszerbiztonsági határtényező
Jele: FS. Meghatározza azt a legnagyobb primer áramot, ahol a vas telítésbe megy, azaz a szekunder áram nem növekszik a primer áramnak megfelelően. Ez az érték a névleges terhelhetőséghez van beállítva, és fordítottan arányos az áramváltó terhelésével. Az áramváltóról táplált készülék (műszer) nagyobb biztonságban van, ha ez a tényező kisebb. Szokásos értéke: 5, esetleg 10.
Működési frekvencia
A normál hálózatoknak megfelelően értéke általában 50...60 Hz.[11]
Hőállósági osztály
Meghatározza azt a hőmérsékletet, amely sem mechanikailag, sem elektromosan nem károsítja az áramváltót. Az áramváltó üzemi hőmérséklete a legmagasabb környezeti hőmérséklete és a legnagyobb melegedés összege.
- Műanyagházas áramváltók szokásos hőállósági osztálya: „A” (105 °C)
- Műgyantaházas áramváltók szokásos hőállósági osztálya: „A” (105 °C) vagy „B” (130 °C)
Próbafeszültség
Primer tekercses áramváltóknál a primer és a szekunder kapcsok között, valamint valamennyi kivitel típusvizsgálatánál (a külső részek alumíniumfóliába tekerése után) az alumíniumfólia és a kapcsok között 4 kVeff 50 Hz, 1 perc, szinuszos feszültséggel kell vizsgálni.
Plombálhatóság
Azokat az áramváltókat, melyek alapján számlázás történik, illetéktelen hozzáférés ellen biztosítani kell. A műszerkapcsokat úgy alakítják ki, hogy bekötés után a kapcsokhoz a plomba eltávolítása nélkül ne lehessen hozzáférni.
Az áramváltó hibái
Mint a legtöbb villamos mérőeszköz, teljesítményt vesz le a mért áramkörből, akkor használható, ha ez a terhelés a megengedett hibahatáron belül van. Amennyiben terhelés nem engedhető meg, más – például térerő mérésen alapuló – mérőeszközzel kell kiváltani. A mérés teljesítményszükséglete az képlettel számítható, ahol a mérőkörben folyó áram, pedig a mérőkör ellenállása (a szekunder tekercs, bekötő vezeték, és a mérőműszer ellenállásának összege).
Áttételi hiba
Az áramváltónak mindig van áttételi hibája. Az árammérő transzformátor szekunder kapcsai a terhelő eszközzel (mérőműszerrel) majdnem rövidre vannak zárva. A szekunder áram a transzformátor szekunder tekercsében ohmos és induktív feszültségesést okoz. A terhelő kör impedanciája , a transzformátor szekunder kapocsfeszültsége . Ha ezt vektorosan hozzáadjuk a belső feszültségesésekhez, kapjuk az indukált feszültséget.
Abszolút rövidre záráskor az áramváltó áttételi hibája negatív. Ha a terhelő kör impedanciáját nulláról megnöveljük, az áttételi hiba negatív irányba eltolódik. Az eltolódás mértéke függ a terhelési fázisszögtől. A terhelő impedancia változásával változnak a gerjesztési viszonyok, és ezzel az áttételi hiba.
Javítása:
Az elméletileg számított menetszámon nem lehet változtatni, mivel nem egész számú menetet nem lehet feltekerni. A szekunder tekercset két (vagy több) huzallal tekerve, a huzalátmérők helyes megválasztásával, az egyik huzalból egy menettel kevesebbet tekernek fel. Így az ezen a huzalon folyó áram kisebb gerjesztést ad, mint ami a rajta folyó áramból következne.
Szöghiba
Az áramváltónak mindig van szöghibája. Az árammérő transzformátor szekunder kapcsai a terhelő eszközzel (mérőműszerrel) majdnem rövidre vannak zárva. A szekunder áram a transzformátor szekunder tekercsében ohmos és induktív feszültségesést okoz. A terhelő kör impedanciája[12] , a transzformátor szekunder kapocsfeszültsége . Ha ezt vektorosan hozzáadjuk a belső feszültségesésekhez, kapjuk az indukált feszültséget.
Abszolút rövidre záráskor az áramváltó szöghibája pozitív. Ha a terhelő kör impedanciáját nulláról megnöveljük, a szöghiba negatív irányba eltolódik. Az eltolódás mértéke függ a terhelési fázisszögtől. A terhelő impedancia változásával változnak a gerjesztési viszonyok, és ezzel a szöghiba.
Kivezetések felcserélve
Áram mérésénél nem okoz problémát. Teljesítmény vagy munka mérésekor (különösen több áramváltó használata esetén), figyelembe véve az energiaáramlás irányát, fordított (tehát fogyasztás helyett termelésnek megfelelő előjellel) áramot ad a feldolgozó eszközre (műszerre). Ez a mérést teljesen meghamisítja.
Javítása:
- Ismert áramváltóval (ami hasonló vagy közel azonos primer és szekunder értékű) a primer tekercseket ugyanarra a hálózatra sorba bekötjük, és a szekunder tekercsek közé bekötünk egy ampermérő egyik ágát, míg másik ága lesz az áramváltókat terhelő műszerek közös pontja. Helyes kivezetés esetén a közös rövidre záró ágba kötött ampermérő a két szekunder áram különbségét mutatja, míg helytelen kivezetés esetén a két áram összegét.
- Wattmérővel: a feszültségi tekercsét közvetlenül tápláljuk, áramtekercsét egyszer közvetlenül, máskor áramváltón keresztül kapcsoljuk a mérendő körbe. Ha mindkét esetben azonos irányú a kitérés, a kivezetések jelölése megfelelő, ellenkező esetben fel vannak cserélve.
Vezeték helyzetéből adódó hiba
Jól megtervezett áramváltó nem kényes a mérendő vezeték helyzetére. Egyes áramváltóknál előfordulhat, hogy a nem kellően elosztott szekunder tekercselés miatt kényessé válik a vezeték elhelyezkedésére. A szekunder tekercselést a lehető legnagyobb kerület mentén egyenletesen elosztva a hiba elhárítható.
Számítógépes minőség-ellenőrzés
A BME által kifejlesztett berendezéssel történik. Témavezető dr. Zoltán István docens.[13] A berendezés az OMH, Ganz Műszer Művek és az ELMŰ részére lett kifejlesztve. A berendezés a gyártási számmal megegyező műbizonylatot készít, melyen a pontossági osztálynak megfelelő tényleges áttételi hibát és szöghibát a névleges áram vizsgálandó pontjain számszerűsíti.
A berendezés projektje | ||
---|---|---|
Projekt címe | Megbízó | Időszak |
Áramváltó kalibráló műszer kifejlesztése | OMH | 1993 |
Teljesítményszabályzó és normál áramváltó kifejlesztése | OMH | 1994 |
Számítógépes mérőrendszer áramváltók gyártásközi ellenőrzésére | GANZ | 1994–1995 |
Számítógépes mérőrendszer áramváltók kalibrálására | ELMŰ | 1994–1995 |
Jegyzetek
- ↑ Általában maximum 8000 A–10000 A-ig.
- ↑ Az áramváltó primer és szekunder tekercse gondosan elszigetelt. Így a primer kör nincs galvanikus (fémes) kapcsolatban a szekunder körrel. Ezen túlmenően a szekunder kör egyik oldalát szokásos és kívánatos földpotenciálra kötni.
- ↑ Engel Károly Alkatrészgyár N. V. Műszergyára
- ↑ Reich Ernő
- ↑ Villamos méréstechnika
- ↑ Akár 50 000 A
- ↑ Karsa Béla: Villamos mérőműszerek és mérések. (Műszaki Könyvkiadó.1962) i. m. 357-359. oldal
- ↑ Egy kör szöge=360°=2π (radián) ebből 1 crad=1,8°
- ↑ Archivált másolat. [2009. december 12-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. december 31.)
- ↑ a b c d e General information. 2-4 page. Ganz. [2009. december 12-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2010. március 1.)
- ↑ Az aláhúzás a referenciaértéket jelöli, ahol az áramváltó az osztálypontosságon belüli hibával rendelkezik. Természetesen ezen érték alatt és felett is működőképes, de akkor egy járulékos hiba társulhat a referenciaértéken mért hibához képest.
- ↑ , ahol a tekercs önindukciós tényezője, a körfrekvencia (, ahol a frekvencia)
- ↑ Szakmai önéletrajz
Források
- Karsa Béla: Villamos mérőműszerek és mérések. (Műszaki Könyvkiadó. 1962)
- Tamás László: Analóg műszerek. Jegyzet. (Ganz Műszer Zrt. 2006)
A vonatkozó szabványok
- MSZ EN 60044-1
- EN-50081-1
- EN 50082-1
- EN 60044-6
- BS-3938
- DIN 42600
Kapcsolódó szócikkek
- Analóg elektromechanikus műszerek
- Elektrodinamikus műszer
- Ferrodinamikus műszer
- Hányadosmérő műszer
- Ikerfémes műszer
- Lágyvasas műszer
- Transzformátor
- Feszültségváltó
- Villamos méréstechnika
További információk
- A CENELEC szabványokat „honosító” érvényes magyar nemzeti szabványok
- Magyar Szabványügyi Testület ICS szakcsoportba tartozó szabványok listája [halott link]
- Az Európai Parlament és a Tanács 2006/95/EK irányelve (2006. december 12.) a meghatározott feszültséghatáron belüli használatra tervezett elektromos berendezésekre vonatkozó tagállami jogszabályok összehangolásáról (kodifikált változat) – a 73/23/EGK tanácsi irányelvet felváltó jogszabály
- A Bizottság közleménye a meghatározott feszültséghatáron belüli használatra tervezett elektromos berendezésekre vonatkozó tagállami jogszabályok összehangolásáról szóló, 2006. december 12-i 2006/95/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv végrehajtása keretében (Az irányelv értelmében összehangolt szabványok címeinek és hivatkozásainak közzététele) – a szabványokat felsoroló legfrissebb közlemény
- www.meter.hu Archiválva 2009. december 28-i dátummal a Wayback Machine-ben
- PTE-Pollack Mihály Műszaki Kar
- GANZ Instruments Ltd
- www.web-set.hu[halott link]
- digita.uw.hu Archiválva 2011. március 4-i dátummal a Wayback Machine-ben
- www.demasz.hu
- www.omikk.bme.hu[halott link]
- midwestcurrent.com