Преобразователи тока для измерителей параметров электросети АКИП™

Опубликовано: 16 августа 2010 г. в 12:26, 1075 просмотровКомментировать

Рис.1. Внешний вид концевого
штекера

В обзоре рассмотрены различные по конструктивному исполнению, функциональности и техническим параметрам модели токовых и других внешних преобразователей, которые обеспечивают применение многоцелевых электротестеров АКИП для контроля и эксплуатационной диагностики электроустановок (ЭУ) до 1000 В, а также обеспечивают им дополнительную функциональность и возможности.

Приборы, предназначенные для измерения параметров электросетей, показателей качества электроэнергии (ПКЭ) в режиме измерения силы тока, используют различные токовые преобразователи/ трансформаторы тока, выполненные в виде клещей или разъемной гибкой токовой петли. Не смотря общие принципы действия и назначение, токовые клещи-преобразователи к некоторым многофункциональным электротестерам и анализаторам серии АКИП™ не смотря на свою универсальность, имеют ряд отличительных черт и особенностей. Рассмотрим подробнее конструктивное исполнение, основные отличия технических характеристик базовых моделей токовых преобразователей, рекомендации по их использованию.

Рис.2. Токовый преобразователь
HT96U

Целесообразно начать ознакомление со способа подключения измерительных аксессуаров к приборам. В штатных и опциональных токовых преобразователях (петлях и клещах) применен специализированный наконечник-штекер (тип hypertac). Он имеет ключ в виде фаски с пазом (рис.1), что обеспечивает правильное прямое подсоединение к сигнальным входам приборов и надежную фиксацию во входном гнезде.

Для измерения малых токов нагрузки и токов утечки предназначены опциональные токовые клещи-преобразователь HT96U (рис.2). Благодаря встроенному 3-х позиционному переключателю диапазонов в HT96U имеется возможность выбора фиксированных пределов измерения 1А/ 100А/ 1000 А с соответствующим коэффициентом преобразования. На каждом из значений пределов при протекании предельного тока максимальное выходное напряжение составляет 1 В. Несмотря, на компактные размеры преобразователя, максимальное измеряемое значение переменного тока составляет 1200 А. Преобразователь HT96U отличается высокой чувствительностью. Например, на нижнем пределе «1А» обеспечивается разрешающая способность 1 мА (соответствует минимальному значению Uвых =1 мВ).

Рис.3 Многофункциональный
электротестер АКИП-8402

Клещи-преобразователь HT96U имеют вышеуказанный присоединительный 3-х контактный штекер. При необходимости они могут быть подключены к анализатору качества (АКЭ-823/-824/-9032/-2020), монофункциональному тестеру (ПКК-57, МЭТ-5080), а также к другому электротестеру АКИП™ с аналогичным ответным разъемом и чувствительностью не хуже 1 мВ. Токовый преобразователь HT96U имеет частотный диапазон до 10 кГц, что обеспечивает возможность его применения для исследования гармонических составляющих, регистрации импульсов тока и наводок в сети. Максимальный диаметр обхватываемого провода — 54 мм. Подключение токового преобразователя выполняется соединительным кабелем длиной 2 м с концевым.

Рассмотрение вопросов расширения дополнительных возможностей электротестеров АКИП™ начнём с модели АКИП-8402 (рис.3). Этот портативный комбинированный прибор, помимо базового набора функций тестирования электросетей имеет в меню 3 режима доп. измерений: AUX, LEAKAGE, POWER. Они предназначены для контроля функционирования нагрузок, оценки ПКЭ, анализа текущего потребления электроэнергии, а также измерения параметров окружающей среды.

На рис.4 представлены входные гнезда и разъемы электротестера АКИП-8402 предназначенные для подключения к объекту тестирования (к измеряемым цепям).

   

1. Гнездо подключения выносного опционального щупа-пробника PR400 (дистанционный запуск тестов для измерения параметров сетей и электробезопасности)
2. Входные гнезда для измерения напряжения (E, N, P)
3. Входной разъем «In1» для измерения параметров окружающей среды и силы тока при помощи опциональных преобразователей.
Рис.4. Входные гнезда АКИП-8402

Остановимся подробнее на порядке применения электротестера и сменных преобразователей в каждом измерительном режиме.

AUX («Доп. возможности»): измерение параметров окружающей среды (температура, влажность, освещенности и уровень шума/звука).

LEAKAGE («Ток утечки»): измерение токов утечки от 0,01 А с использованием токового преобразователя HT96U.

POWER («Мощность»): используется для измерения и отображения на дисплее прибора параметров 1Ф сети: напряжения (до 265 В), тока (до 3000 А), мощности (до 9,999 кВт/ кВАР/ кВА) — активной, реактивной, полной, коэф. мощности (cos φ), а также для анализа гармоник тока и напряжения (до 49-й включительно).

Дополнительные измерительные возможности (AUX)

В данном режиме с помощью подключения внешних преобразователей (рис.5, 6) обеспечивается выполнение измерений параметров окружающей среды и измерение тока утечки вреальномвремени (за исключением измерения шума).

При этом доступен выбор видов измерений:

  • AIR скорость ветра/ воздухообмена (м/с)
  • RH относительная влажность (RH%)
  • TMP °F температура воздуха (°F)
  • TMP °C температура воздуха (°C)
  • dB уровень звукового давления или шума (дБ)
  • Lux уровень освещенности (lux)
  • VOLT входное внешнее напряжение (мВ — без применения преобразователя)
Рис.5. Подключение внешних преобразователей Рис. 6. Подключение преобразователя шума

Измерение токов утечки (LEAK)

Данная функция позволяет при использовании внешнего преобразователя тока (HТ96U или других клещей, рекомендованных производителем) измерять силу тока, в том числе токи утечки ЭУ в реальном времени (рис.7, 8).

Рис. 7.  Косвенное (приближенное) измерение тока утечки (в трех фазной системе).

Рис. 8.  Прямое измерение тока утечки в нагрузке.

Измерение параметров энергосистемы и электропотребителей (PWR)

В данном режиме обеспечивается выбор следующих видов измерений (рис.9):

  • PAR измерение токов, напряжения, мощности, коэфф. мощности и др.
  • HRM V измерение и анализ гармоник напряжения
  • HRM I измерение и анализ гармоник тока

Рис.9.  Подключение для измерений  в одно-/двухфазной или 3Ф сети

Данная функция позволяет выполнять измерение электрической мощности потребителей и параметров энергосистемы в реальном времени (напряжения сети, гармонический анализ). При подключении т/преобразователя к электротестеру АКИП-8402 доступно проводить измерения токов, гармоник тока, а также производных параметров, таких, как мощность, коэф. мощности и др. (рис.10).

Рис.10 Экран электротестера
АКИП-8402 (режим PWR)

Подробно освещая способы увеличения функциональности электротестеров АКИП™ по контролю и диагностике электроустановок (ЭУ) до 1000 В при использовании токовых преобразователей, следует рассмотреть ещё одну линейку многофункциональных СИ подобного класса. Она представлена электротестерами начального уровня — компактными приборами АКИП-8403/-8404/-8405 имеющими различное сочетание поддерживаемых режимов и функций (рис.6).

Это цифровые портативные приборы, разработанные в соответствии с новейшими европейскими стандартами по электробезопасности. Тестеры измеряют: напряжение до 605 В (постоянное и переменное TRMS); постоянный и переменный TRMS ток до 1200 A (с преобразователем); частоту напряжения и тока 30... 400 Гц; сопротивление до 40 кОм + прозвонка цепи; сопротивление изоляции до 1 ГОм (U исп. 250 В/ 500 В); сопротивление низкоомных цепей током >200 мА; время отключения УЗО (АС тип); общее сопротивление цепи заземления Ra до 2 кОм (без отключения УЗО), порядок чередования фаз.

Особенности и функциональность:

  • Режим «Автопоследовательность»: тест петли + тест УЗО + проверка R изоляции (только АКИП-8405).
  • Измерение PEAK (от 1 мс), MAX, MIN, AVG, удержание показаний
  • Автокалибровка сопротивления измерительных проводов (только АКИП-8403)
  • Большой контрастный ЖК-дисплей, батарейное питание, автовыключение питания

Кратко характеризуя функциональность приборов, можно отметить, что каждая модель это комбинация встроенного мультиметра (АЦП 16 бит; частота дискретизации 3,2 кГц) и определенного набора измерительных тестов параметров электробезопасности.

Рис.6 Электротестеры АКИП
АКИП-8403 (изоляция, металлосвязь) АКИП-8404 (УЗО, петля) АКИП-8405 (изоляция, металлосвязь, УЗО, петля)

На рис.7 приведено изображение торцевой панели корпуса электротестера АКИП-8404 с входными гнездами для подключения к объекту тестирования (к измеряемым цепям).

Рис.7. Входные гнезда АКИП-8404

В случае подключения токового преобразователя HT96U с концевым 3-х контактным штекером hypertac к электротестерам АКИП-8403/-8404/8405 (или к любым вольтметрам/ мультиметрам), имеющим входные гнезда колонкового типа с внутренним диаметром 4 мм потребуется переходник-адаптер NOCANBA (рис.8).

Рис. 8. Адаптер NOCANBA

Разработанные для применения в электроэнергетике, вышеперечисленные в обзоре преобразователи способны измерять только переменный ток (режим АС). С целью повышения функциональности и увеличения измерительных приложений предлагается преобразователь для измерения как переменного, так и постоянного тока. Для таких задач можно использовать токовые клещи HT98U (рис.9), представляющие собой 2-х режимные клещи (режимы AC/DC) имеют диапазон измерения тока 1 А ... 1000 А (коэф. трансформации 1 мВ/А). Рабочая полоса частот переменного тока составляет 0...20 кГц. Такой широкий диапазон частот позволяет применять, токовые клещи HT98U не только для непосредственного измерения силы тока, но и для гармонического анализа. Максимальный диаметр обхвата провода для этих клещей 52 мм. С учетом такой возможности обхвата провода, очевидно применение преобразователя HT98U для подключения к цепям (шинам, фидерам) промышленных энергетических объектов и мощного электрооборудования.

Рис.9. Токовый преобразователь
HT98U (AC/DC)

Зачастую, измерения токов и параметров качества электроэнергии проводятся не на первичном трансформаторе, а на вторичном (измерительном), имеющем меньший диапазон рабочих токов. Значения 10 А и 5 А являются типичными номиналами для измерительных трансформаторов. Поэтому для корректных измерений на вторичных трансформаторах должны применяться клещи с небольшим пределом по току и высокой разрешающей способностью. Кроме того, в меню настройки электротестеры и анализаторы ПКЭ АКИП™ имеют возможностью установки пересчета по току (коэффициента трансформации). Одной из моделей таких клещей является токовый преобразователь HT97U (рис.10) с 3-мя фиксированными диапазонами: 0,1 ÷ 10A / 0,5A ÷ 100A / 1A ÷ 1000A. Максимальный диаметр охватываемого провода для этих клещей — 54 мм.

Технические характеристики и конструктив многофункциональных электротестеров и анализаторов обеспечивают измерение больших токов, начиная от 5 А, что определяется типом используемого токового преобразователя. В ряде слаботочных приложений это является фактором, ограничивающим применение таких преобразователей, и вызывает определенные неудобства пользователей. Поэтому разработчиками было предусмотрено несколько моделей токовых преобразователей с малым диапазоном по току. Такие клещи ориентированы для измерений в цепях потребителей, где токи нагрузки могут иметь значение менее 10 А.

Рис.10. Токовый
преобразователь
HT97U

Например, преобразователь HT4005N (рис.11) будет наиболее оптимален для анализа блоков питания ПК или других слаботочных нагрузок с номинальным значением токов 2...5 А.

Во всей линейке токовых преобразователей клещи HT4005N имеют самые минимальные массо-габаритные параметры (139×51×30 мм; 180 гр.), эргономичную конструкцию губок, приспособленных для работы с проводниками малого сечения и подключения в труднодоступных местах в распределительном щите. Эта модель имеет 2 переключаемых диапазона тока 5 А/ 100 А. На нижнем пределе измерения преобразователя коэффициент трансформации 200 мВ/A, что обеспечивает необходимую чувствительность (5 мА) для анализа параметров. При измерении во вторичной сети имеется возможность ввода в меню прибора коэффициента пересчета (трансформации по току) — в сотни раз в зависимости от типа измерительного трансформатора. Максимальное раскрытие механизма клещей обеспечивает охват кабеля диаметром до 20мм. Подключение выполняется соединительным кабелем длиной 2 м с концевым 3-х контактным штекером (тип hypertac).

Рис.11. Токовый преобразователь HT4005N

Технические характеристики и спецификации рассмотренных токовых преобразователей приведены в таблице 1.

Все упомянутые в обзоре приборы, анализаторы качества электроэнергии, электротестеры параметров сетей и модели токовых преобразователей внесены в Госреестр СИ РФ.

Таблица 1
параметры HТ96U
(перем.)
HТ97U
(перем.)
HТ98U
(перем./пост.)
HТ4005N
(перем.)
Переключатель режимов - - + (АС/DC) — 
Пределы измерений 1 А, 100 A, 1000 A 10 А, 100 A, 1000 A 1000 А 5A , 100 A
Диапазоны измерений 0,001...1,2 А
0,1...120 A
1...1200A
0,1...10 А
0,5...100 A
1...1000 A
1...1200 А 0,005...5 A
0,1...100A
Переключатель пределов + + —  +
Кнопка обнуления показ. —  —  + («0-zero») — 
Коэфф. Трансформации 1 мВ/мА; 10 мВ/А;
1 мВ/А
100 мВ/А; 10 мВ/А; 1 мВ/А 1 мВ/А 200 мВ/А (5А);
10 мВ/А (100А)
Погрешность (ток 100А) ± (2% + 4 мВ) 1% ± 1% + 0,5 А ± 1%
Диапазон частот 40 Гц ... 10 кГц 40 Гц ... 10 кГц 0... 20 кГц 48... 65 Гц
Фазовый сдвиг (ток 100А) < 1,5 ° 1 ° не норм. 2,2 °
Питание —  —  9 В (Крона) — 
Тип преобразователя трансф. тока трансф. тока датчик Холла трансф. тока
Раскрытие клещей (ø) 54 мм 54 мм 52 мм 20 мм
Условия эксплуатации -10 ÷ +50 °C -10 ÷ +50 °C 0 ÷ +50 °C -10 ÷ +55 °C
Габариты (мм) 225×105×31 225×105×31 213×85×24 139×51×30
Вес (гр.) 720 720 600 180

Информация о компании

Приборы, Сервис, Торговля, АО
На рынке средств измерения уже 15 лет. Широкий ассортимент сертифицированной электро- и радиоизмерительной техники, в том числе приборы для контроля электробезопасности. Подробная информация о средствах измерения и их спецификация на сайте; Техническая поддержка и консультирование, открыт форум; Минимальные сроки поставки; Аккредитованная метрологическая лаборатория; Гарантия на поставляемое оборудовани; Собственный сервис центр; Служба доставки.

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.