Mesure de courants élevés et de hautes tensions
La mesure des courants continus jusqu'à 6000 I est généralement réalisée à l'aide d'outils d'un système magnétoélectrique avec shunts.
Les shunts à fort courant deviennent encombrants, lourds et coûteux, par exemple un shunt 75ShS 6000 A pèse 24 kg. De plus, l'utilisation de shunts pour les courants élevés n'offre pas une précision suffisante et les pertes de puissance y sont importantes, par exemple, dans le shunt mentionné ci-dessus à une tension nominale de 75 mV, la perte de puissance est de 6000 A x 0,075 V = 450 W. Par conséquent, pour mesurer des courants constants importants, des transformateurs de courant constant sont utilisés, qui sont fabriqués pour des courants primaires nominaux de 7,5 à 70 kA avec un courant secondaire de 5 A.
Riz. 1. Shunt B6 — courant nominal 1A — 15kA — chute de tension 100mV
Comme dans les circuits à courant alternatif, l'enroulement primaire est connecté au circuit de courant mesuré (dans la section des fils), tandis que les enroulements secondaires sont connectés à une source de tension sinusoïdale en série avec la charge. Une FEM y est induite, dont la valeur dépend du courant primaire.Le courant secondaire est proportionnel au courant primaire si la résistance de charge est très inférieure à la résistance inductive des enroulements.
Le schéma du transformateur CC est illustré à la Fig. 2.
Un transformateur à courant continu est constitué de deux noyaux fermés identiques, chacun ayant deux enroulements superposés. Les noyaux sont en permaloïde.
Le courant continu mesuré circule dans les enroulements primaires connectés en série. Deux enroulements secondaires connectés en série (ou en parallèle) sont connectés via un redresseur à une source d'alimentation en courant alternatif.
Les enroulements secondaires sont connectés de sorte que pendant la première alternance du courant alternatif i2 secondaire n. p.i2w2 dans le premier noyau a la direction opposée par rapport au primaire n. p.i1w21 et dans le deuxième noyau les directions du primaire et du secondaire n. v. matchs. Dans la seconde demi-période, au contraire, dans le premier noyau de la direction n. v. coïncident, et dans le second ils auront des directions opposées.
Riz. 2. Schéma d'un transformateur de mesure DC
En présence d'un courant mesuré constant dans le circuit primaire du transformateur de courant, un courant alternatif avec une forme rectangulaire de la courbe circulera dans le circuit secondaire, et un courant continu circulera dans la diagonale du pont redresseur auquel le mécanisme de mesure est connecté. La modification de l'amplitude du courant mesuré entraînera une modification du primaire N. avec F =i1wl.
En mesurant le courant secondaire et en le multipliant par le réel Oui chaque coefficient de transformation, on obtient la valeur réelle du courant primaire.
Riz. 3. Caractéristiques du transformateur de courant : a — courbe d'aimantation ; b - courbe de courant dans le circuit secondaire ; c — courbe de courant dans le glucomètre.
En règle générale, la mesure des courants alternatifs importants est effectuée par des ampèremètres de systèmes électromagnétiques, ferrodynamiques et électrodynamiques, qui sont activés par des transformateurs de courant de mesure, qui sont produits pour des courants primaires nominaux jusqu'à 25 kA.
Utilisé dans certains cas, l'inclusion d'ampèremètres directement dans la section des fils ou des jeux de barres (sans transformateurs de courant) à des tensions de circuit supérieures à 500 V doit être effectuée de manière à assurer la sécurité du service et la commodité d'observer les lectures de l'appareil. Les ampèremètres dans de tels cas sont souvent isolés de la terre en les montant sur des isolateurs.
Dans les circuits à haute tension, quel que soit le type de courant et la fréquence, il faut viser à inclure un ampèremètre dans une section du circuit à un potentiel égal ou proche du potentiel de terre, car sinon il y a danger pour l'expérimentateur et personnel de maintenance, des erreurs supplémentaires peuvent provenir du champ électrique et des conditions défavorables au fonctionnement de l'isolation de l'appareil, qui dans ce cas doivent être compatibles avec la tension de fonctionnement du circuit mesuré.
Dans les circuits CC haute tension, la tension peut être mesurée :
1) voltmètres du système magnétoélectrique, qui sont fabriqués pour une tension nominale jusqu'à 6 kV,
2) voltmètres du système électrostatique, qui sont produits pour une tension nominale allant jusqu'à 100 kV,
3) à l'aide de transformateurs de mesure de tension continue.
En figue. 4 est un schéma d'un transformateur de mesure de tension continue. Les enroulements primaires du transformateur connectés en série avec la résistance supplémentaire sont connectés à la tension mesurée.Les enroulements secondaires connectés en parallèle sont connectés via un redresseur à une alimentation alternative. Un mécanisme de mesure est inclus dans la diagonale du circuit redresseur.
Riz. 4. Schéma d'un transformateur pour mesurer la tension continue
Riz. 5. Kilovoltmètre électrostatique
Dans les circuits AC haute tension, la mesure de tension est généralement effectuée avec des voltmètres de 100 V connectés via des transformateurs de mesure de tension. Dans ce cas, d'une part, les difficultés de fabrication d'appareils directement pour la haute tension disparaissent, d'autre part, le danger pour le personnel de service lorsqu'il travaille avec des appareils de mesure connectés directement à des fils haute tension est éliminé.
Dans la technologie haute tension, des voltmètres électrostatiques spéciaux, des bougies d'allumage et des oscilloscopes électroniques sont souvent utilisés pour mesurer la haute tension. Les deux derniers de ces appareils sont principalement utilisés pour mesurer les impulsions de tension.