Shunt (elektrisk)

author
3 minutes, 46 seconds Read
50 Ett shuntmotstånd, med möjlighet till fyrterminalsavkänning

Vidare information: strömavkänning

En amperemätarshunt gör det möjligt att mäta strömavgifter som är för stora för att kunna mätas direkt av en viss amperemeter. I detta fall placeras en separat shunt, ett motstånd med mycket lågt men exakt känt motstånd, parallellt med en voltmeter, så att praktiskt taget hela den ström som ska mätas flyter genom shunten (förutsatt att voltmeterns inre motstånd tar en så liten del av strömmen att den är försumbar). Motståndet väljs så att det resulterande spänningsfallet är mätbart men tillräckligt lågt för att inte störa kretsen. Spänningen över shunten är proportionell mot den ström som flyter genom den, och därför kan den uppmätta spänningen skalas för att direkt visa strömvärdet.

Shuntar är klassade efter den maximala strömmen och spänningsfallet vid den strömmen. Till exempel skulle en 500 A, 75 mV shunt ha ett motstånd på 150 mikroohm, en maximalt tillåten ström på 500 ampere och vid den strömmen skulle spänningsfallet vara 75 millivolt. Av konvention är de flesta shuntar konstruerade för att släppa 50 mV, 75 mV eller 100 mV vid full nominell ström, och de flesta amperemetrar består av en shunt och en voltmeter med fullskaleavvikelser på 50, 75 eller 100 mV. Alla shuntar har en deratingfaktor för kontinuerlig användning (mer än 2 minuter), 66 % är den vanligaste, så exempelshunten bör inte användas över 330 A (och 50 mV fall) längre än så.

Denna begränsning beror på termiska gränser vid vilka en shunt inte längre fungerar korrekt. För manganin, ett vanligt shuntmaterial, börjar termisk drift uppstå vid 80 °C, vid 120 °C är termisk drift ett betydande problem där felet, beroende på shuntens utformning, kan uppgå till flera procent och vid 140 °C skadas manganinlegeringen permanent på grund av glödgning, vilket resulterar i att motståndsvärdet glider uppåt eller nedåt.

Om strömmen som mäts också ligger på en högspänningspotential kommer denna spänning också att finnas i anslutningsledningarna och i själva avläsningsinstrumentet. Ibland sätts shunten in i returledet (den jordade sidan) för att undvika detta problem. Vissa alternativ till shuntar kan ge isolering från högspänningen genom att mätaren inte ansluts direkt till högspänningskretsen. Exempel på anordningar som kan ge denna isolering är Hall-effektströmgivare och strömtransformatorer (se klämmätare). Strömshuntar anses vara mer exakta och billigare än Hall-effektanordningar. Vanliga noggrannhetsspecifikationer för sådana anordningar är ±0,1 %, ±0,25 % eller ±0,5 %.

Den dubbla manganinväggiga shunten av Thomas-typ och MI-typen (förbättrad design av Thomas-typ) användes av NIST och andra standardiseringslaboratorier som den lagliga referensen för en ohm tills den ersattes 1990 av kvant-Hall-effekten. Shuntar av Thomas-typ används fortfarande som sekundära standarder för att göra mycket noggranna strömmätningar, eftersom kvant-Hall-effekten är en tidskrävande process. Noggrannheten hos dessa typer av shuntar mäts i ppm- och sub-ppm-skalan av avdrift per år av det inställda motståndet.

När kretsen är jordad (jordad) på ena sidan kan en shunt för strömningsmätning sättas in antingen i den ojordade ledaren eller i den jordade ledaren. En shunt i den ojordade ledaren måste vara isolerad för hela kretsens spänning till jord; mätinstrumentet måste vara naturligt isolerat från jord eller innehålla en resistiv spänningsdelare eller en isoleringsförstärkare mellan den relativt höga common-mode spänningen och lägre spänningar inuti instrumentet. En shunt i den jordade ledaren kanske inte upptäcker läckström som går förbi shunten, men den kommer inte att uppleva hög commonmode-spänning till jord. Lasten är borttagen från en direkt väg till jord, vilket kan skapa problem för styrkretsar, resultera i oönskade emissioner, eller både och. Enheter som ska användas för strömavkänning är bland annat: INA240, INA293 och INA180. Flera andra typer av enheter finns här.

  • Insättning på lågsidan kan eliminera common-mode-spänning, men inte utan nackdelar.

  • Insättning på högsidan löser nackdelarna med lågsidan, men garanterar common-mode-spänning.

  • Isolerade förstärkare löser alla svårigheter och begränsningar med hög- eller lågsidiga strömshuntmätningar.

Similar Posts

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.