Kompleksowy przewodnik po bocznikach liczników energii elektrycznej

Rezystory bocznikowe są ważnymi elementami czujnikowymi do pobierania próbek prądu w licznikach energii elektrycznej. Wykorzystują niską rezystancję stopu manganu-miedzi, aby uzyskać dokładny pomiar prądu poprzez pomiar spadku napięcia na rezystorze, gdy przepływa przez niego prąd (prawo Ohma V=I×R). Stanowią także niedrogie-i elastyczne rozwiązanie do pobierania próbek w licznikach energii elektrycznej.

Obecnie w branży klasyfikuje się rezystory bocznikowe do liczników energii elektrycznej przede wszystkim na podstawie procesu spawania, metody instalacji, specyfikacji konstrukcyjnych i poziomu dokładności. Różne typy wykazują znaczne różnice w procesie, wydajności i możliwych scenariuszach, a wszystkie muszą być zgodne z normami krajowymi/branżowymi, takimi jak JB/T 11722-2013 i DL/T 2345-2021.

Klasyfikacja według procesu spawania: bocznik lutowany vs. bocznik spawany wiązką elektronów

Jest to klasyfikacja boczników liczników energii elektrycznej na podstawie procesu produkcyjnego, który określa niezawodność produktu, dokładność i zdolność dostosowywania się do temperatury. Spawanie wiązką elektronów to nowa technologia, która obecnie wypiera tradycyjne metody lutowania twardego.

Lutowany bocznik

1. Cechy procesu

Łączenie poprzez lutowanie arkusza oporowego manganu z miedzianym zaciskiem przy użyciu tradycyjnych materiałów lutowniczych, proces jest prosty i ma niskie koszty produkcji.

2. Podstawowe cechy

Występuje problem wytwarzania ciepła w warstwie lutowniczej. Zacisk manganowy i miedziany mają tendencję do oddzielania się ze względu na rozszerzalność i kurczenie termiczne, co skutkuje stosunkowo wysokim współczynnikiem temperaturowym, średnią stabilnością rezystancji i słabą-udarem pioruna.

3. Scenariusze zastosowań

Liczniki energii elektrycznej ogólnego przeznaczenia i liczniki ekonomiczne energii elektrycznej o niskich wymaganiach dotyczących dokładności pomiaru.

Bocznik spawany wiązką elektronów

1. Cechy procesu

Nie używa się żadnych materiałów lutowniczych. Zacisk manganowy i miedziany są stopione w jedną całość za pomocą-temperaturowej wiązki elektronów. Ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące czystości materiałów manganowych i miedziowych, przy ścisłej precyzji procesu.

2. Podstawowe cechy

Ma niski współczynnik temperaturowy, prawie brak dryftu rezystancji i brak dodatkowego wytwarzania ciepła z materiałów lutowniczych. Terminal manganowy i miedziowy nigdy się nie rozdzielają. Można go łatwo dostosować do liczników energii elektrycznej klasy 0,5, przejść test uderzenia pioruna 3000 A/10 ms i ma większą odporność na utlenianie i zdolność do przeciążenia.

3. Scenariusze zastosowań

Liczniki prądu stałego-średniej i dużej mocy (kolumny ładujące, fotowoltaika), liczniki energii elektrycznej-przemysłowej i zewnętrzne liczniki energii elektrycznej w środowiskach-o wysokich temperaturach. Jest to obecnie również główny wybór w przypadku zintegrowanych boczników liczników energii elektrycznej prądu stałego.

Klasyfikacja według metody instalacji:-wbudowany zintegrowany bocznik vs. zewnętrzny oddzielny bocznik

Klasyfikacja ta dotyczy przede wszystkim liczników energii prądu stałego (zwłaszcza stacji ładowania pojazdów elektrycznych). Zasadnicza różnica polega na tym, czy rezystor bocznikowy jest zintegrowany z korpusem licznika energii, co ma bezpośredni wpływ na instalację licznika, pobór mocy, zdolność przeciwzakłóceniową-i ogólny błąd pomiaru. Jest to również kluczowy czynnik przy wyborze liczników energii dla stacji ładowania.

Zewnętrzny bocznik-typu podziału

1. Cechy konstrukcyjne

Bocznik jest niezależny od korpusu licznika energii elektrycznej i należy go podłączyć do licznika za pomocą przewodów próbkujących. Należy zaplanować oddzielną przestrzeń instalacyjną i trasy okablowania.

2. Podstawowe cechy

Aby zmniejszyć-zakłócenia próbkowania na duże odległości, najczęściej stosuje się transmisję sygnału-o wysokim napięciu (75 mV/50 mV), co skutkuje znacznie większym zużyciem energii i wytwarzaniem ciepła (zużycie energii osiąga 22,5 VA przy 300 A w warunkach pracy). Na błędy pomiaru nakładają się miernik, bocznik i proces okablowania, co prowadzi do dużej niepewności błędu całkowitego (w przypadku konwencjonalnego miernika klasy 1,0 + bocznika klasy 0,5 całkowity błąd może osiągnąć ±1,5%). Ma słabą zdolność zwalczania-zakłóceń elektromagnetycznych.

3. Scenariusze zastosowań

Wczesne liczniki prądu stałego do ładowania prądem stałym, słupy do ładowania prądem stałym z dwoma-działami oraz scenariusze pomiaru magazynowania energii z niskimi wymaganiami dotyczącymi przestrzeni instalacyjnej.

Wbudowany-zintegrowany bocznik

1. Cechy konstrukcyjne

Bocznik jest bezpośrednio zintegrowany z korpusem licznika energii elektrycznej i nie wymaga stosowania zewnętrznych przewodów próbkujących. Potrzebne są tylko zewnętrzne linie napięciowe i linie komunikacyjne, co sprawia, że ​​okablowanie jest niezwykle proste.

2. Podstawowe cechy

Wykorzystuje transmisję sygnału o niskim-natężeniu (6 mV). Bocznik ma mniejszą wartość rezystancji, a jego pobór mocy wynosi tylko 1/12 zużycia energii typu split-(zaledwie 1,8 VA przy 300 A w warunkach pracy), charakteryzuje się niskim wytwarzaniem ciepła i kontrolowanym wzrostem temperatury. Łącze próbkujące jest krótkie i zamknięte, bez dodatkowej superpozycji błędów, a dokładność pomiaru może osiągnąć klasę 0,5 (błąd ± 0,5%). Ma silne właściwości przeciwzakłóceniowe, a także może realizować zintegrowane uszczelnienie przewodów, aby zapobiec manipulacji.

3. Scenariusze zastosowań

Nowe liczniki energii elektrycznej z pojedynczym-uchwytem do ładowania prądem stałym,-wysoce precyzyjne liczniki energii fotowoltaicznej i kompaktowe liczniki energii elektrycznej-w pojazdach/małych magazynach energii. Jest to kierunek ewolucji technologicznej liczników prądu stałego.

3. Obowiązujące scenariusze: nowy licznik energii z pojedynczym-palcem ładującym prąd stały,-wysokoprecyzyjny fotowoltaiczny licznik energii i kompaktowy-płytowy/mały-licznik energii magazynujący energię wyznaczają kierunek postępu technologicznego liczników energii prądu stałego.

Klasyfikacja według specyfikacji strukturalnych: Standardowe boczniki prądowe serii FL

Jest to powszechny model strukturalny bocznika miernika mocy prądu stałego. Podstawowe komponenty dzielą się na podstawowy typ FL-2 i typ FL-29/FL-39 dużej mocy, oba posiadające czterozaciskową strukturę (zewnętrzne zaciski prądowe i wewnętrzne zaciski potencjału), odpowiednie dla różnych zakresów prądu i napięć wyjściowych.

1.FL-2 Typ:Podstawowy model głównego nurtu, klasa dokładności 0,5/1,0, zakres prądu 1A ~ 15000A, opcje znamionowego napięcia wyjściowego obejmują 20mV, 30mV, 50mV, 75mV, 100mV (75mV w standardzie), wzrost temperatury mniejszy lub równy 80 stopni poniżej 50A i mniejszy lub równy 120 stopni powyżej 50A. Nadaje się do większości liczników energii prądu przemiennego oraz liczników energii prądu stałego o małej i średniej mocy;

2. Typ FL-29/FL-39:Ulepszona-wersja FL-2 o dużej mocy, zaprojektowana do zastosowań o bardzo-wysokim natężeniu prądu powyżej 2000 A. Posiada izolowaną podstawę odporną na wysoką-temperaturę i większą zdolność przeciążania, dzięki czemu nadaje się do przemysłowych zastosowań w pomiarach prądu stałego o bardzo dużej mocy;

3.Ogólne cechy:Wszystkie modele wykorzystują blachy oporowe- ze stopu manganu i miedziane złącza, obsługują niestandardowe wymiary, a niektórzy producenci mogą udostępnić specjalne specyfikacje na eksport, dostosowując się do różnych krajowych norm dotyczących liczników energii.

Klasyfikacja według poziomu dokładności: boczniki klasy 0,2 / klasy 0,5 / klasy 1

Klasyfikacja ta opiera się na normie DL/T 2345-2021 dotyczącej zewnętrznych boczników liczników energii prądu stałego. Klasa dokładności bezpośrednio odpowiada dokładności pomiaru licznika energii i jest także głównym wskaźnikiem podczas fabrycznej kontroli bocznika.

Podstawowe granice błędu rezystorów bocznikowych

1. Bocznik klasy 0,2

Najwyższa klasa precyzji z minimalnym błędem podstawowym w warunkach referencyjnych. Wpływ zmian temperatury i wilgotności na błędy jest ściśle kontrolowany.Aplikacje: Kalibracja laboratoryjna,-wysokoprecyzyjne liczniki energii elektrycznej do celów przemysłowych i liczniki energii elektrycznej do odprawy celnej.

2. Bocznik klasy 0,5

Najpopularniejsza klasa precyzji w branży.Aplikacje: Cywilne/przemysłowe liczniki energii elektrycznej prądu przemiennego, liczniki energii elektrycznej z stosem ładowania prądu stałego i fotowoltaiczne liczniki energii elektrycznej. Jest to również standardowa precyzja dla boczników serii FL.

3. Bocznik klasy 1

Ekonomiczna-klasa precyzji.Aplikacje: Pomiary wysokiego-prądu powyżej 5000 A, liczniki energii elektrycznej w sieci energetycznej o niskich wymaganiach precyzyjnych oraz tymczasowe liczniki energii elektrycznej.

Tabela porównawcza typów rdzeni dla boczników liczników energii elektrycznej

Aby lepiej zilustrować różnice między różnymi typami, poniżej porównano cztery rdzeniowe rezystory bocznikowe,-lutowane/spawane wiązką elektronów (proces) i wewnętrzne/zewnętrzne (instalacja)-, które są najczęściej stosowane w branży, w oparciu o ich kluczowe wskaźniki wydajności.