I resistori di shunt sono componenti di rilevamento importanti per il campionamento della corrente nei contatori elettrici. Utilizzano le caratteristiche di bassa resistenza della lega di manganese-rame per ottenere misurazioni di corrente accurate misurando la caduta di tensione attraverso il resistore quando la corrente lo attraversa (legge di Ohm V=I×R). Costituiscono inoltre una soluzione di campionamento a basso-costo e altamente adattabile nei contatori elettrici.
Attualmente, l'industria classifica principalmente i resistori di shunt dei contatori elettrici in base al processo di saldatura, al metodo di installazione, alle specifiche strutturali e al livello di precisione. I diversi tipi presentano differenze significative in termini di processo, prestazioni e scenari applicabili e tutti devono essere conformi agli standard nazionali/di settore come JB/T 11722-2013 e DL/T 2345-2021.
Classificato in base al processo di saldatura: shunt brasato rispetto a shunt saldato a fascio di elettroni
Si tratta di una classificazione dei derivatori dei contatori elettrici in base al processo di fabbricazione, che determina l'affidabilità, la precisione e l'adattabilità della temperatura del prodotto. La saldatura a fascio di elettroni è una nuova tecnologia che attualmente sta sostituendo i tradizionali metodi di brasatura.
Shunt brasato
1. Caratteristiche del processo
Collegato mediante brasatura del foglio di resistenza alla manganina al terminale in rame utilizzando materiali di brasatura tradizionali, il processo è semplice e presenta bassi costi di produzione.
2. Caratteristiche principali
C'è un problema di generazione di calore nello strato di brasatura. Il terminale di manganina e rame tendono a separarsi a causa dell'espansione e della contrazione termica, determinando un coefficiente di temperatura relativamente elevato, stabilità di resistenza media e debole capacità anti-fulmine.
3. Scenari applicativi
Contatori elettrici generali e contatori elettrici economici con bassi requisiti di precisione di misurazione.
Shunt saldato a fascio di elettroni
1. Caratteristiche del processo
Non vengono utilizzati materiali di brasatura. Il terminale di manganina e rame sono fusi in un unico pezzo tramite un fascio di elettroni ad alta temperatura. Ha requisiti estremamente elevati per la purezza dei materiali di manganina e rame, con una rigorosa precisione del processo.
2. Caratteristiche principali
Ha un basso coefficiente di temperatura, quasi nessuna deriva della resistenza e nessuna generazione di calore aggiuntiva da parte dei materiali di brasatura. Il terminale manganina e rame non si separano mai. Può adattarsi facilmente ai contatori elettrici di Classe 0,5, superare il test sui fulmini da 3000 A/10 ms e ha una maggiore resistenza all'ossidazione e capacità di sovraccarico.
3. Scenari applicativi
Contatori elettrici CC di media e alta-potenza (pali di ricarica, fotovoltaico), contatori elettrici-di livello industriale e contatori elettrici per esterni in ambienti-a temperatura ampia. Attualmente è anche la scelta principale per gli shunt integrati dei contatori elettrici CC.
Classificato in base al metodo di installazione:-shunt integrato integrato rispetto a shunt esterno separato
Questa classificazione riguarda principalmente i contatori di energia CC (in particolare per le stazioni di ricarica dei veicoli elettrici). La differenza principale sta nel fatto che il resistore di shunt sia integrato o meno con il corpo del contatore di energia, il che influisce direttamente sull'installazione del contatore, sul consumo energetico, sulla capacità anti-interferenza e sull'errore di misurazione complessivo. Questa è anche una considerazione chiave quando si scelgono i contatori di energia per le stazioni di ricarica.
Shunt di tipo split esterno-
1. Caratteristiche strutturali
Lo shunt è indipendente dal corpo del contatore elettrico e deve essere collegato al contatore tramite fili di campionamento. È necessario pianificare spazi di installazione e percorsi di cablaggio separati.
2. Caratteristiche principali
Per ridurre le interferenze di campionamento a lunga distanza-, viene adottata principalmente la trasmissione del segnale ad alta-tensione (75 mV/50 mV), con conseguente consumo energetico e generazione di calore significativamente più elevati (il consumo energetico raggiunge 22,5 VA in condizioni di lavoro di 300 A). Gli errori di misurazione si sovrappongono al contatore, allo shunt e al processo di cablaggio, determinando un'elevata incertezza dell'errore totale (per un contatore convenzionale di Classe 1,0 + shunt di Classe 0,5, l'errore totale può raggiungere ±1,5%). Ha una debole capacità anti-interferenze elettromagnetiche.
3. Scenari applicativi
Primi contatori elettrici con pile di ricarica CC, pile di ricarica CC con doppia- pistola e scenari di misurazione dello stoccaggio dell'energia con requisiti ridotti di spazio di installazione.
Shunt integrato-integrato
1. Caratteristiche strutturali
Lo shunt è direttamente integrato nel corpo del contatore elettrico, senza la necessità di cavi di campionamento esterni. Sono necessarie solo linee di tensione esterne e linee di comunicazione, rendendo il cablaggio estremamente semplice.
2. Caratteristiche principali
Adotta la trasmissione del segnale a bassa-tensione (6 mV). Lo shunt ha un valore di resistenza inferiore e il suo consumo energetico è solo 1/12 di quello del tipo split- (solo 1,8 VA in condizioni di lavoro di 300 A), caratterizzato da bassa generazione di calore e aumento di temperatura controllabile. Il collegamento di campionamento è corto e chiuso, senza sovrapposizione di errori aggiuntivi e la precisione della misurazione può raggiungere la Classe 0,5 (errore ±0,5%). Ha una forte capacità anti-interferenza e può anche realizzare piombature integrate per evitare manomissioni.
3. Scenari applicativi
Nuovi contatori elettrici a pila con ricarica CC a-pistola singola, contatori elettrici fotovoltaici ad alta-precisione e contatori elettrici compatti su-veicoli/piccoli accumulatori elettrici. È la direzione dell'evoluzione tecnologica dei contatori elettrici in corrente continua.
3. Scenari applicabili: il nuovo contatore di energia a pila di ricarica CC a pistola singola, il contatore di energia di misurazione fotovoltaica ad alta precisione -e il contatore di energia di accumulo di energia compatto a bordo/su scala ridotta-rappresentano la direzione del progresso tecnologico per i contatori di energia CC.
Classificati per specifiche strutturali: Shunt di corrente serie FL standard
Questo è un modello strutturale comune di uno shunt del misuratore di potenza CC. I componenti principali sono divisi nel tipo base FL-2 e nel tipo ad alta potenza FL-29/FL-39, entrambi caratterizzati da una struttura a quattro terminali (terminali di corrente esterni e terminali di potenziale interno), adatti a diversi intervalli di corrente e tensioni di uscita.
Tipo 1.FL-2:Modello mainstream di base, classe di precisione 0,5/1,0, intervallo di corrente 1 A~15000 A, le opzioni di tensione di uscita nominale includono 20 mV, 30 mV, 50 mV, 75 mV, 100 mV (75 mV è standard), aumento di temperatura inferiore o uguale a 80 gradi sotto 50 A e inferiore o uguale a 120 gradi sopra 50 A. Adatto per la maggior parte dei contatori di energia CA e contatori di energia CC di piccola e media potenza;
2.FL-29/FL-39 Tipo:Una versione migliorata ad alta-potenza del FL-2, progettata per applicazioni a corrente ultra-elevata superiore a 2000 A. È dotato di una base isolata resistente alle alte-temperature e di una maggiore capacità di sovraccarico, adatta per applicazioni industriali di misurazione CC ad altissima potenza;
3.Caratteristiche generali:Tutti i modelli utilizzano fogli di resistenza in lega di manganese-rame + connettori in rame, supportano dimensioni personalizzate e alcuni produttori possono fornire specifiche speciali per l'esportazione, adattandosi ai diversi standard nazionali dei contatori di energia.
Classificati per livello di precisione: shunt di classe 0,2 / classe 0,5 / classe 1
Questa classificazione si basa sullo standard DL/T 2345-2021 per gli shunt esterni dei contatori di energia DC. La classe di precisione corrisponde direttamente alla precisione di misurazione del contatore di energia ed è anche un indicatore fondamentale per l'ispezione in fabbrica dello shunt.
Limiti di errore di base dei resistori di shunt
| Corrente di carico (I) | Condizione di misurazione | Classe 0.2 | Classe 0,5 | Classe 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Inferiore o uguale a I Inferiore o uguale a 0,05 Iₙ | Dopo la stabilizzazione termica del resistore di shunt | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Inferiore o uguale a I Inferiore o uguale a 1,2 Iₙ | Dopo la stabilizzazione termica del resistore di shunt | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1.Shunt di classe 0.2
La classe di precisione più alta con errore di base minimo in condizioni di riferimento. L'impatto delle variazioni di temperatura e umidità sugli errori è strettamente controllato.Applicazioni: Calibrazione di laboratorio, contatori elettrici per misurazioni industriali ad alta-precisione e contatori elettrici per misurazioni di sdoganamento.
2.Shunt di classe 0,5
La classe di precisione più diffusa nel settore.Applicazioni: Contatori elettrici AC civili/industriali, contatori elettrici a palo con ricarica DC e contatori elettrici per la contabilizzazione fotovoltaica. È anche la precisione standard per gli shunt della serie FL.
3.Shunt di classe 1
Una lezione di precisione-economica.Applicazioni: misurazione di corrente-elevata superiore a 5.000 A, contatori elettrici della rete elettrica con requisiti di bassa precisione e contatori elettrici con misurazione temporanea.
Tabella comparativa dei tipi di nuclei per gli shunt dei contatori elettrici
Per illustrare più chiaramente le differenze tra i diversi tipi, di seguito vengono confrontati i resistori shunt a quattro nuclei-brasati/saldati con fascio di elettroni (processo) e quelli interni/esterni (installazione)-che sono i più comunemente utilizzati nel settore, in base ai relativi indicatori chiave di prestazione.
| Dimensione di confronto | Shunt del filo di manganina | Shunt saldato a fascio-elettronico | Tipo discreto esterno | Tipo integrato interno |
|---|---|---|---|---|
| Coefficiente di temperatura | >50 ppm | < 30 ppm | - | - |
| Dissipazione di potenza 300 A (esempio) | - | - | 22,5 VA | 1,8 VA |
| Errore di precisione della misurazione | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (cumulativo) | ±0,5% (non-cumulativo) |
| Funzionalità anti-interferenza | Media | Forte | Debole (cavi di campionamento lunghi) | Forte (loop del segnale sigillato) |
| Costo di produzione | Basso | Medio-alto | Basso (soluzione-a livello di sistema) | Medio (soluzione integrata) |
| Scenari applicativi tipici | Contatori generali di energia residenziale | Contatori di energia industriali/CC/ampia-temperatura | Misuratori di energia a ricarica rapida-CC a doppia pistola-CC | Contatori di energia fotovoltaica/ricarica rapida CC- |