Шунт пен қосымша кедергіні электр тізбегіне қосу сұлбалары және оларды қолданғанда пайда болатын қателіктер.

Экономикалық қ ұ ндылық ты арттыру ү шін жә не энергетикалық объектілердің жұ мысын оң тайлату ү шін ү лкен токтарды не жоғ ары кернеулерді ө лшеу дә лдігі ү лкен дә режеде болу қ ажет. Қ азіргі кезде бұ л шамаларды ө лшеу қ ателігі кө бінесе 2, 5% не одан артық болып келеді. Электроэнергияның сапасын арттыру ү шін ө лшеу қ ұ ралдарының қ ателігі 0, 5-1, 0% аспау керек. Бұ л жағ дайды орындау ү шін келесі себептерді еске алу керек: ү лкен ток болғ андық тан ток жү ргізуші сымдарда ү лкен болады; олардың электромагниттік ә сері кү шті; ө лшеу қ ұ ралдарын жоғ ары кернеулі тізбектерде жақ сы оқ шаулама (изоляция) жасау керек.

Ү лкен тұ рақ ты токтарды, мысалы 200-500 кА, ө лшеу аллюминдерді электролиздеу қ ұ ралғ ыларында қ олданады. Жоғ ары тұ рақ ты кернеуді (800...3000В) ө лшеу жылжымалы электр кө ліктерінің қ осалқ ы станцияларына қ ажет.

Ү лкен токтарды не жоғ ары кернеулерді ө лшеу ө лшемдік кедергілердің (шунттар, қ осымша кедергілер не кернеуді бө лгіштер) арқ асында масштабтық тү рлендіру ә дістерімен шешіледі.

Ү лкен токтарды ө лшеу ө лшенетін токтың ө лшемдік кедергіден ө ткенде кернеудің тү су шамасын ө лшеуге негізделген. Бұ л жағ дайда ө лшемдік кедергілер манганиннен жасалғ ан шунттар тү рінде жұ мыс істейді (5.1 сурет).

5.1 суретте кө рсетілген: а) шунтпен токты ө лшеу схемасы; б) шунттың электр схемасы.

Мұ ндай сұ лбаны ө лшейтін токтың тізбегіне Т₁ жә не Т₂ токтық қ ыспақ арқ ылы қ осылады, ал кернеудің тү суі П₁ жә не П₂ потенциалдық қ ыспақ тар арқ ылы ө лшенеді.

а) б)

5.1 Сурет – Шунтты қ осу схемасы

Шунттың метрологиялық параметрлері:

1. Шунттың номинальдық тоғ ы – I _шн (1А....7.5кА).

2. Шунттан I _шн тоғ ы ө ткенде кернеудің номинальдық тү суі U _шн (50, 60, 75, 100 мВ).

3. Шунттың дә лдік класы

(0, 01; 0, 02; 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5).

= (R _шд -R _шн )*100/ R _шн (5.1)

мұ нда R_шд – жасалып шық қ аннан кейінгі шунттың кедергісі.

Шунттың кедергісі номинальдық мә ндер арқ ылы табылады

R _шн =U _шн /I _шн. (5.2)

Ө лшеуіш механизм ретінде магнитоэлектрлік аспап қ олданылады, оның номинальдық токтары I _ан=1мА,..., 100мА, ал ішкі кедергісі R_а. Сондық тан шунттың кедергісі мына формуламен табылады

R _ш =R _a / (n-1) (5.3)

мұ нда n=I/I _ан – шунтталу коэффициенті. Сонда ө лшенетін токтың шамасы

I= (1+ R_a / R_ш)* I_ан. (5.4)

Егер токтың кү ші 7, 5 кА асса оны ө лшеу ү шін шунттарды параллельдік қ осу ә дісі қ олданады (5.2 сурет).

Бұ л сұ лба ү шін

. (5.5)

5.2 Сурет – Шунттарды паралельді қ осу

Жоғ ары мә нді кернеу қ осымша резистор арқ ылы ө лшенеді (5.3 Сурет).

5.3 Сурет – Кернеуді ө лшеудің сұ лбасы

Қ осымша резисторлар мангазиннен жасалады жә не олардың формасы ә ртү рлі болады: ө зек тү рлі, таспа, қ иық ша, орауыш, шығ ыршық тү рде.

Олар қ орғ ауыш қ орабқ а орналасады.

Олар ү шін келесі метрологиялық сипаттамалар бекітілген:

1. Номиналдық кернеу, U_RH, (300-3000)В.

2. Номиналдық ток, I_RH, (3...30мА).

3. Дә лдік классы, γ (0, 1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5%).

Қ осымша резистордың мә нін табу ү шін мына формуланы қ олданады

R_қ =R_a(m-1)

мұ нда m=U /U_ан =U/I_анR_а – бө лу коэффициенті.

Қ осымша резисторы бар жә не 220 В жоғ ары кернеуді ө лшейтін вольтметрлердің қ орабы қ ызыл тү спен боялады, онан кейін оператордан алыс жерге орналастырады.

Токты амперметрмен не кернеуді вольтметрмен ө лшегенде ә дістемелік қ ателіктер болуы мү мкін.

a) б)

5.4 Сурет – Токты ө лшегендегі ә дістемелік қ ателіктер

5.4 а суретінде кө рсетілген электр тізбегіндегі ток кү шінің шын мә ні Ом заң ымен табылады

I=U/R.

Бұ л тізбекке амперметрді қ осқ ан токтың мә ні ө згереді.

I₁=U /(R+R_a).

Бұ л жағ дай ә дістемелік қ ателік пайда болуғ а ә келіп соғ ады:

а) абсолюттік – Δ _{ә қ} =U/(R+R_a)-U/R=-(UR_a)/R(R+R_a);

ә) салыстырмалы – δ _{ә қ} =Δ _эқ /(U/R)=-R_a/(R+R_a)=-1/ (1+R/R_a).

Мысал. R=10 Ом,

R_a=0.1 Ом.

δ _эқ =-[1/(1+100)]*100=-0.99=-1%.

Жалпы қ арастырғ анда былайша жасаймыз:

а) егер R/R_a> 1 деп алсақ (5.10) арқ асында рауалды (допустимая) қ ателікті табуғ а болады

_{қ р}< |R_a/R|;

ә) рауалды қ ателік амперметрдің дә лдік класына қ арағ анда 10 есе аз болу керек:

δ _{қ р}< 0, 1γ _а.

Мысал. Егер γ _а=1%; егер R=10 Ом, сонда R_a=δ _{ә қ р}*R=0, 1*10^-2*10=0, 01 Ом.

Кернеуді ө лшегенде де вольтметрдің ішкі кедергісінің ә серімен ө лшеу қ ателігі пайда болады (5.5 сурет).

a) б)

5.5 Сурет – Кернеуді ө лшегендегі ә дістемелік қ ателіктер

Вольтметрдің ішкі кедергісінен электр тізбегіндегі токтың шын мә ні (I=V/R) – ө згереді

.

Сондық тан ә дістемелік қ ателік пайда болады:

а) абсолюттік – Δ _{ә қ} =U(R+R_в)/RR_в-U/R=U/R_в;

ә) салыстырмалы – δ _{ә қ} =Δ _{ә қ} *R/U=R/R_в.

R_в –ү лкен болғ ан сайын қ ателік азаяды.

Рауалды қ ателік вольтметрдің дә лдік класынан (γ _в) 10 есе аз болуы керек.

Мысал. γ _в=1%, δ _{ә қ р}=0, 1%,

R=10кОм.

Сонда R_в=R/ δ _{ә қ р}=(10*100)/0.1=10кОм.