2.7. Измерение тока в цепях переменного тока

Для измерения переменных токов и напряжений применяются приборы электромагнитной и электродинамической систем, реагирующих на действующее значение тока, протекающего через измерительный механизм. Приборы электромагнитной системы служат для массового применения. Они просты по конструкции, надежны в работе, но отличаются существенным недостатком – имеют неравномерную шкалу.

Наибольший предел измерения амперметров электромагнитной системы не превышает 200-250 A, а приборов электродинамической системы еще меньше. Поэтому для расширения предела измерения амперметров указанных систем применяются измерительные трансформаторы тока (ТТ), которые преобразуют ток большой величины в ток малой величины (рис. 60). Трансформаторы тока конструируются так, что при номинальной величине ток в первичной обмотке (10, 15, 50, 100 A, … 10000 А), номинальный ток во вторичной обмотке равен 5 А.

Новый предел измерения амперметра определяется с учетом коэффициента трансформации:

, (5.28)

где: - коэффициент трансформации трансформатора тока;

; - число витков соответственно первичной и вторичной обмоток;

- предел измерения амперметра при непосредственном включении.

Для определения измеряемого значения тока в электрической цепи надо найти новую цену деления амперметров:

.

Тогда ,

где: - полное число делений шкалы амперметра;

- показания амперметра в делениях шкалы.

Технические амперметры, предназначенные для включения через трансформаторы тока, имеют номинальный ток непосредственного включения 5 А и градуируются с учетом коэффициента трансформации . На шкале этих амперметров делается надпись «с тр. тока 300/5», указывающая, с каким трансформатором тока следует включать прибор.

Примечание.

Для обеспечения точности измерения тока сопротивление всех катушек приборов и соединительных проводов во вторичной цепи трансформатора тока не должно превосходить номинальной нагрузки. ГОСТом установлен следующий ряд номинальных нагрузок: 0,2; 0,6; 0,8; 1,2; 2 Ом. По степени точности трансформаторы тока делятся на 6 классов: 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10.

2.8. Расширение пределов измерения вольтметров в цепях переменного тока

В цепях переменного тока с напряжением выше 600 B, для расширения предела измерения вольтметров применяются измерительные трансформаторы напряжения (ТН) (см. рис. 60). Трансформаторы напряжения преобразуют высокое напряжение (например, 3; 10; 35 кВ и выше) в напряжение, величина которого удобна и безопасна для измерения и контроля. Поэтому трансформаторы напряжения конструируются так, что при номинальном напряжении на первичной обмотке (например, 10 кВ) номинальное напряжение на вторичной обмотке равно 100 В.

Первичная обмотка ТН включается параллельно участку цепи, напряжение на котором требуется измерить, к вторичной обмотке подключается вольтметр.

Новый предел измерения вольтметра определяется с учетом коэффициента трансформации:

, (5.29)

где: - коэффициент трансформации трансформатора напряжения;

, - число витков соответственно первичной и вторичной обмоток;

- предел измерения вольтметра непосредственно включенного.

Измеряемая величина напряжения определяется:

,

где: - новая цена деления вольтметра;

- полное число делений шкалы вольтметра;

- показание вольтметра в делениях шкалы.

Вольтметры, предназначенные для включения через трансформаторы напряжения, рассчитываются обычно на напряжение 100 В и градуируются с учетом согласно (5.29), который указывается надписью на шкале, например, «С тр. напр. 10000/100».

По степени точности трансформаторы напряжения разделяются на 6 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1 и 3.