En elmålers kernefunktion er ikke kun at måle størrelsen af belastningseffekten, men også at afspejle varigheden af strømforbruget. For at nå dette mål skal måleren konvertere den store strøm fra elnettet til et lille signal til behandling af den interne målechip.
En elmålers kernefunktion er ikke kun at måle størrelsen af belastningseffekten, men også at afspejle varigheden af strømforbruget. For at nå dette mål skal måleren konvertere den store strøm fra elnettet til et lille signal til behandling af den interne målechip.
Hvorfor kan vi ikke direkte måle store strømme?
Dette skyldes primært sikkerhedsmæssige og praktiske hensyn. Husholdnings- og industrielle elektriske strømme kan nå op på tiere eller endda hundredvis af ampere. Direkte måling af så store strømme ville ikke kun lægge en stor byrde på selve måleinstrumentet, men også udgøre en alvorlig sikkerhedsrisiko.
Strømfølende komponenter fungerer som "strømskalere" for elmålere; de reducerer strømmen proportionalt til et niveau, der er passende for målekredsløbet at behandle. Denne omregning skal være så nøjagtig som muligt, da enhver fejl vil direkte påvirke elregningsberegningerne.
I øjeblikket omfatter de vigtigste strømsamplingskomponenter, der bruges i AC-energimålere, shuntmodstande (benævnt shunts) og strømtransformatorer (CT'er). Forskellene i fordele og ulemper mellem strømtransformere og shunts stammer fra deres arbejdsprincipper og strukturelle design, og valget mellem dem kræver nøje overvejelse baseret på de specifikke anvendelseskrav:
| Sammenligningsdimension | Shunt modstand | Strømtransformer (CT) |
|---|---|---|
| Fordele | 1.Lave omkostninger, enkel struktur, reducerer de samlede systemomkostninger betydeligt; 2. Ekstremt lille volumen, ingen magnetiske komponenter eller problemer med mætning; stabil lille-strømfeltmåling, velegnet til kompakte rumdesigns; 3. Inden for det nominelle strømområde giver nøjagtige spændingssignaler uden problemer med elektromagnetisk interferens. |
1. Giver i sagens natur høj-spændingsisolering; primære og sekundære sider er fysisk isolerede; 2.Fremragende nøjagtighed og linearitet; velegnet til brede strømområder og brede temperaturdriftsområder med stærk intern stabilitet; 3. Fleksibelt måleområde: Ved at justere drejningsforholdet kan det tilpasses fra tiere af ampere op til tiere af kiloampere, hvilket letter standardiseret effekt-målerdesign. |
| Ulemper | 1. Højspændingsapplikationer kræver yderligere isolationskredsløb, hvilket øger designkompleksiteten og omkostningerne; 2.Ikke egnet til miljøer med høje-strømme eller store temperaturer-. |
1. Højere omkostninger, større størrelse og vægt; tilpassede specifikationer øger omkostningerne yderligere; 2.Modtagelig over for elektromagnetisk interferens; den magnetiske kerne kan være påvirket af eksterne magnetiske felter; høj-impulsinterferens kan forårsage mætning og forringe målenøjagtigheden, hvilket kræver yderligere afskærmningsdesign; 3.Kompleks fremstillingsproces med strenge krav til kernematerialer og viklingspræcision. |
Nøgleprincippet i udvælgelsen af aktuelle prøveudtagningskomponenter til AC-energimålere er "prioritering af egnethed til applikationsscenariet, mens der tages hensyn til både nøjagtighed og omkostninger." Til industri- og strømsystemer med høj-spænding, høj-strøm, der kræver elektrisk isolering, er strømtransformatorer det foretrukne valg. Til lav-spænding, lav-strøm og prisfølsomme-forbruger- og miniatureinstrumentapplikationer kan shunts bruges, forudsat at der er implementeret korrekt varmeaflednings- og isolationsdesign.