Датчики тока и напряжения: Датчики тока и напряжения для систем контроля и учета ресурсов

alexxlab | 25.01.1989 | 0 | Разное

Содержание

Оптические датчики тока и напряжения

Неослабевающий интерес к волоконнооптическим датчикам тока, работа которых основана на эффекте Фарадея,
и датчиков напряжения, основанных на использовании эффекта Поккельса [1], связан
с высокими потенциальными возможностями
этих устройств. К ним относятся:

  • Широкий динамический диапазон измерений (токов до сотен кА, напряжения
    до сотен кВ).
  • Высокая линейность.
  • Широкий частотный диапазон, позволяющий анализировать гармоники напряжения и тока непосредственно в высоковольтной цепи.
  • Отсутствие влияния нагрузки вторичных
    цепей и потерь в них.
  • Высокая устойчивость оптоволоконных
    информационных каналов к внешним
    электромагнитным помехам.
  • Меньшие массо-габаритные показатели.
  • Первичный оптический преобразователь
    может быть удален от блока электроники
    на 450–900 м и более.

Применение таких трансформаторов особенно эффективно в высоковольтных и средневольтовых электрических сетях, что объясняется тем, что наиболее сложные вопросы

обеспечения изоляции, особенно для высоковольтных приложений, решаются автоматически за счет физической природы преобразования, так как элементы оптики оптического
волокна изначально являются диэлектриками.
Соответственно, легко обеспечивается гальваническая развязка измерительной и высоковольтной цепи, повышается безопасность при
эксплуатации данных приборов.

Работа оптического датчика тока

Работа оптического датчика тока основана
на эффекте Фарадея, заключающемся в изменении поляризации светового потока под
воздействием магнитного поля. Конкретная
реализация датчиков, использующих этот
эффект, может отличаться и патентуется
фирмами-производителями.

Рис. 1. Структурная схема оптоволоконного датчика
тока с электронно-оптическим блоком

Упрощенная структура электроннооптической схемы датчика тока (рис. 1) содержит источник оптического сигнала. Этот

сигнал с помощью разветвителя преобразуется в два право-и левополяризованных сигнала с противоположными направлениями
вращения, которые поступают в оптическую
петлю, выполненную из N витков оптоволокна. Магнитное поле, создаваемое током I,
протекающим по проводу, в соответствии
с эффектом Фарадея замедляет один сигнал и ускоряет другой. Оба сигнала доходят
до следующего кругового поляризатора, который преобразует их в линейно поляризованные световые потоки с плоскостями поляризации, сдвинутыми на угол:

где V — постоянная Верде.

Постоянная Верде — величина, характеризующая магнитное вращение плоскости
поляризации в веществе. Ее значение зависит
от свойств вещества, длины волны и монохроматичности излучения.

Пришедшие световые потоки преобразуются фотоприемником в два напряжения переменного тока с частотой ω = 2πС/λ (С — скорость света в оптоволокне, λ — длина волны

оптического излучения). Полученные электрические сигналы поступают на ввод аналогоцифрового преобразователя электронного
блока, преобразующего угол Δφ в цифру
с дальнейшей обработкой в DSP-процессоре.
Цифровой блок оснащен высокоуровневыми
и низкоуровневыми аналоговыми интерфейсами и дополнительным цифровым интерфейсом, поддерживающим стандарт IEC 61850, что
открыло пути к созданию полностью цифровой системы защиты и измерения.

Работа оптического датчика


напряжения

Работа оптического датчика напряжения
основана на эффекте Поккельса, заключающемся в возникновении двойного лучепреломления в оптических средах при наложении постоянного или переменного электрического поля (рис. 2), что наблюдается
у кристаллических пьезоэлектриков:

где E — напряженность электрического поля;
L

— толщина пластины; λ — длина волны;
K — электро-оптические коэффициенты.

Рис. 2. Упрощенная структурная схема оптического датчика напряжения с электронно-оптическим блоком

Эффект находится в прямо пропорциональной зависимости от величины приложенного электрического поля. Напряжение
рассчитывается на основании измерения датчиками напряженности электрического поля
в нескольких точках колонны.

Разработкой оптических датчиков напряжения и тока занимается целый ряд компаний, среди которых следует отметить канадскую компанию NxtPhase T&D Corporation,
шведскую фирму PowerSense, американские
фирмы OptiSense Network, Inc. , ABB, Inc.,
Airak, Inc., FieldMetrics, Inc. (FMI).

Интерес к разработкам, исследованиям и внедрению этих датчиков проявляется и в России.
Впервые в нашей стране оптические преобразователи были продемонстрированы компанией «ПроЛайн» [2], являющейся эксклюзивным представителем компании NxtPhaseT&D

Corporation, на выставке «Электрические
сети России» в ноябре 2006 года. Уже в 2007 г.
установлены и введены в эксплуатацию комбинированные оптические системы NXVCT-220 на подстанции 220 кВ ОАО «РЖД». В апреле
2008 г. с применением оптического трансформатора NXCT-F3 в Сургуте создан опытный
полигон для подтверждения его эксплутационных и метрологических характеристик. В декабре 2008 г. ОАО «ТГК1» с применением оптического трансформатора NXCT-F3 введена точка
коммерческого учета.

В 2006 г. в России создана компания ООО
«Уникальные волоконные приборы» [3], занимающаяся разработкой и изготовлением отечественных оптоволоконных трансформаторов
тока и напряжения, которые, судя по публикуемым техническим характеристикам, не уступают лучшим зарубежным образцам.

Датчики компании NxtPhase T&D Corporation

[4] достаточно хорошо известны отечественным специалистам в области автоматизации систем контроля и защиты электрических сетей высокого напряжения. Вместе с тем
следует сказать, что огромные возможности
открывают оптические датчики для средневольтовых (MV) и низковольтных (LV) цепей.
Малые габариты и вес этих датчиков позволяют разместить измерительный комплекс
на их основе на опоре линии электропередачи
или подвесить к проводам. В ряде случаев эти
датчики выгодно использовать и в сетях низкого напряжения, получая выигрыш по надежности и массо-габаритным показателям.

Некоторые обобщенные сравнительные
характеристики оптических датчиков различных компаний приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1. Сравнительные характеристики оптоволоконных датчиков тока различных компаний

ХарактеристикаNxtPhase
PowerSense		OptiSenseFieldMetricsABBAirakООО «УВП»
Номин. токи, кА0,1–1005–200,003–10,6–201–3,50,003–301–450
Класс точности, %0,2520,20,20,210,25
Рабочая частота, Гц50/6050/60–50/6050/6050/600–6000
Частотная полоса, Гц0,01–6000––до 50000–10 0005–50000–9000
Номин. напряжение, кВ 69–7653615, 20, 3511–3672,5–8003,6–36110–750
Масса, кг49–95–95–1550–1860,028–0,57от 40
Диапазон рабочих температур, °С–50…+60–40…+50–40…+75–50…+85–5…+40–40…+85–50…+60

Таблица 2. Сравнительные характеристики оптических датчиков напряжения различных компаний

ХарактеристикаNxtPhaseOptiSenseFieldMetricsABBAirakООО «УВП»
Номин. напряжение, кВ121–55035138115–5500,003–5110
Класс точности, %0,2/30,20,30,21 (5)0,1
Рабочая частота, Гц10/3000–––50/60–
Частотная полоса, Гц0,1–6000–5–5000–6–5000–
Масса, кг132–6502,56850–1860,1798
Диапазон рабочих температур, °С–40…+50–40…+50–40…+70–5…+400…+50–50…+60

Естественно, что в таблицах даются некоторые обобщенные параметры продукции, выпускаемой той или иной компанией, без указания особенностей конкретных марок изделий.

Рассмотрим несколько подробнее некоторые характерные особенности оптических
датчиков каждой компании и, соответственно, области их применения.

Компания NxtPhase T&D Corporation выпускает:

  • высоковольтные измерительные оптические преобразователи тока NXCT для измерения тока до 4 кА с классом точности
    0,5 в сетях 60–750 кВ;
  • высоковольтные измерительные оптические преобразователи напряжения NXVT
    для измерения напряжения в диапазоне 138–500 кВ с классом точности 0,25;
  • высоковольтные измерительные оптические преобразователи тока и напряжения,
    совмещенные NXVCT для измерения тока
    в диапазоне до 4 кА и напряжения до 500 кВ
    с классом точности 0,25;
  • измерительные оптические преобразователи, трансформируемые NXCT-F3, предназначенные для измерения токов до 100 кА
    в цепях переменного тока и до 600 кА в цепях постоянного тока, что дает возможность их использования в металлургической и химической промышленности.

Компания FieldMetrics, Inc. [5] основана
в 2001 г. и специализируется на разработке
и производстве трех линеек оптоволоконных
датчиков для средневольтовых (11–36 кВ)
энергетических сетей переменного тока:
MetPod, Fiber MetPod, MetPod Lite класса 0,2.
В линейку MetPod входят комбинированные датчики тока и напряжения (рис. 3а),
которые могут крепиться непосредственно
на опоре. Электронный блок с автономным
блоком питания выполнен в единой конструкции с датчиками. Связь с пунктом сбора и обработки информации осуществляется
по радиоканалу мощностью до 1 Вт.

Рис. 3. а) Комбинированный модуль MetPod; б) датчик тока MetPod Lite

Fiber MetPod предусматривает интегрированное исполнение датчика тока, датчика
напряжения и электронного преобразователя оптических сигналов в цифровой код,
размещаемых в легком прочном корпусе. Непосредственно на корпусе монтируется
радиопередатчик, обеспечивающий беспроводную связь с диспетчерским пунктом.

MetPod Lite — датчик тока класса 0,3, облегченной конструкции, крепится на изолированной штанге, подключаемой между
активным проводом и нейтралью (рис. 3б).
Датчики имеют более низкую стоимость
по сравнению с MetPod.

Помимо оборудования для контроля параметров средневольтовых сетей, фирма
активно разрабатывает и внедряет датчики
класса 0,3 для высоковольтных приложений.
В основе этих датчиков лежит модульный
принцип построения, состоящий в использовании опорных модулей на 15 кВ, из которых
можно набирать датчики для сетей до 750 кВ.

Компания PowerSense A/S [6], основанная
в 2006 году, предложила потребителям линейку энергоизмерительного оборудования
Discos, в которую вошли оптоволоконные
датчики тока (рис. 4а), напряжения (рис. 4б)
и комбинированные датчики тока/напряжения (рис. 4в), предназначенные для работы
в сетях до 36 кВ. Диапазон измерения токов — от 5 А до 20 кА с погрешностью 2%,
погрешность измерения напряжения — 1%.
Сами датчики крепятся на штанге и оптоволокном соединяются с оптическим модулем,
размещаемым на опоре.

Рис. 4. Датчики фирмы PowerSense: а) тока; б) напряжения; в) комбинированные (тока/напряжения)

Компания Optisense Network, основанная
в 2001 г. , специализируется на производстве
высокоточных компактных датчиков тока
и напряжения, используемых в сетях с напряжением до 35 кВ.

Компания Airak, Inc. [7] выпускает оптоволоконные датчики, отличающиеся наименьшими массо-габаритными показателями.
Оптоволоконные датчики напряжения этой
фирмы вместе с пятиметровыми выводами
весят всего 170 г (рис. 5а). Датчик напряжения
размещен на специальной платформе, расположенной на опоре. Стандартный диапазон
измерения напряжения — 5 кВ (со сменой
ячейки Поккельса диапазон может быть расширен до 13,8 кВ). Максимальная приведенная
погрешность составляет 5%, типовая — 1%.

Рис. 5. а) оптоволоконный датчик напряжения
фирмы Airak, Inc.;
б) токовый датчик для воздушных линий

Судя по приведенным данным, недостатками датчика являются низкая точность измерения и малый диапазон измеряемых напряжений. Существенным недостатком для его
применения в российских условиях является
также температурный диапазон — 0…50 °С.

Лучшими показателями обладают датчики
тока этой фирмы. Токовый датчик для воздушных линий (рис. 5б) позволяет измерять
токи в диапазоне от 3 А до 1 кА (возможны
версии до 15 кА) с погрешностью, не превышающей 1%. Он работает в диапазоне температур –40…+85 °С. Вес этих датчиков не превышает 570 г, что позволяет легко смонтировать их прямо на проводах, не прибегая
к разъединению линии (рис. 6).

Рис. 6. Размещение датчиков фирмы Airak, Inc.
на воздушной линии электропередачи

Компактность и малый вес последнего
датчика привлекает внимание разработчиков систем контроля и управления энергетическими системами на наземном, морском
и воздушном транспорте. В США в рамках
программы по модернизации морского флота разрабатываются так называемые «полностью электрические» (all-electric) корабли [8].
Первое такое судно должно быть сдано в эксплуатацию в 2011 г. Для обеспечения мониторинга и управления всеми системами корабля требуется около 10 000 электрических
датчиков. Такую задачу невозможно решить
с использованием традиционных датчиков, включая датчики Холла. В связи с этим
на фирме Airak, Inc. специально для этих целей были разработаны сверхминиатюрные
оптоволоконные датчики тока и напряжения
с погрешностью измерения 1%.

Представляет интерес датчик, предназначенный для измерения тока и напряженности
магнитного поля при применении в стационарном оборудовании (рис. 7). Датчик имеет
вес 28 г и устанавливается на шину 4″×¾″.
Токи измеряются в диапазоне от 3 А до 3 кА
с погрешностью не более 1%.

Рис. 7. Датчик тока и напряженности магнитного поля
для применения в стационарном оборудовании

Компания ABB, Inc. [9] известна, прежде
всего, по токовым датчикам, используемым
в цепях постоянного тока, основанным на эффекте Холла [10]. Преобразователи такого
типа хотя и надежны, но очень сложны, а их
вес может достигать 2000 кг. При их установке также необходимы сложные процедуры
настройки для исключения влияния асимметричного поля и перекрестных наводок
с расположенных рядом шин. Для решения
этих и других проблем компания ABB разработала новый оптоволоконный датчик тока
(Fiber Optic Current Sensor, FOCS) (рис. 8)
[11]. По сравнению с датчиками Холла новые
датчики имеют следующие преимущества:

  • Продолжительность установки и ввода в эксплуатацию измеряется часами,
    а не днями.
  • Резко снижается сложность системы.
  • Устройства не подвержены воздействию магнитных полей сложных конфигураций и перекрестным наводкам от соседних шин.
  • Повышается точность (до 10-кратного
    уменьшения погрешности).
  • Широкая полоса пропускания обеспечивает быструю реакцию на пульсации и нестационарные токи.
  • Датчики обеспечивают измерение постоянных токов как в одном, так и в двух направлениях.

Рис. 8. Оптоволоконный датчик тока FOCS компании ABB, Inc.

Датчик позволяет измерять токи
от 0 до ±500 кА с погрешностью 0,1% в диапазоне частот от 0 до 4 кГц. Вес одной секции — 5 кг.

Применение таких датчиков в металлургической и химической промышленности может существенно повысить эффективность
производства и дать значительный экономический эффект. В производстве алюминия,
меди, марганца, цинка, стали и хлора требуются огромные объемы электроэнергии.
Электролизные ванны для производства алюминия обычно питаются постоянным напряжением 1000 В и потребляют ток до нескольких сот килоампер. Необходимо учесть, что
ошибка на 0,1% в измерении тока 500 кА приводит к ошибке учета мощности на 0,5 МВт.

Компания ABB, Inc. считается одним
из лидеров в разработке и оптоволоконных
датчиков для высоковольтных электроэнергетических приложений. Магнитооптические
датчики тока (Magneto-Optic Current Transformer,
MOCT) этой компании (рис. 7) могут
использоваться в сетях с напряжением от 72,5
до 800 кВ для измерения токов до 3,5 кА.

Рис. 9. Эквивалентная схема измерения напряжения
с помощью датчика тока

Оптоволоконные датчики напряжения
обычно имеют более сложную конструкцию.
В связи с этим компания ABB для измерения
напряжения предложила проводить измерение тока через нагрузку с известным значением сопротивления, подключенную последовательно с датчиком MOCT (рис. 9) [12].
Физически указанная нагрузка реализована
с помощью электрооптического трансформатора напряжения EOVT (рис. 10) [13].

Рис. 10. Датчик напряжения компании ABB, Inc. на базе MOCT и EOVT

Как следует из предложенного обзора, класс
оптических датчиков тока и напряжения может занять существенное место в системах мониторинга, контроля и управления в энергетике, металлургической, химической, судостроительной и оборонной промышленности.

Литература

  1. Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики.
    Л.: Энергоатомиздат, 1990.
  2. Власов М., Сердцев А. Оптические трансформаторы: первый опыт // Энергоэксперт. 2007. № 1.
  3. www.ufdgroup.ru
  4. www.nxtphase.com
  5. www.fieldmetricsinc.com
  6. www.sensethepower.com
  7. www.airak.com
  8. Duncan P., Mastro S. Fiber Optic current und
    potential sensors for naval shipboard use //
    A publication of the National Electronics Manufacturing
    Center of Excellence. April 2005.
  9. www.abb.com
  10. Чекмарев А. Датчики тока и напряжения АВВ.
    От печатной платы до преобразователей-гигантов // Силовая электроника. 2006. № 3.
  11. Бонерт К., Гугенбах П. Новый оптоволоконный
    датчик FOCS от ABB для электрохимических
    производств // ABB Ревю. 2005. № 1.
  12. Performance Assessment of Advanced Digital
    Measurement and Protection Systems. PSERC
    Publication 06–23. August 2006.
  13. Bohnert K., Gabus P., Brändle H. Fiber-Optic
    Current and Voltage Sensors for High-Voltage
    Substations // Invited paper at 16th International
    Conference on Optical Fiber Sensors. October 13–17,
    2003, Nara Japan Technical Digest.

ДАТЧИКИ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА – Coretech

Датчики тока замкнутого контура.

переходи в раздел замкнутого контура

Датчики тока разомкнутого конура.

переходи в раздел разомкнутого контура

Датчики утечки постоянного тока.

переходи в раздел датчики утечки тока

Датчики напряжения.

переходи в раздел датчики напряжения

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ДАТЧИКОВ
1. Напряжение питания.
Промышленные датчики тока и напряжения могут подключаться к однополярному или к симметричному (биполярному) электропитанию.
Стандартные значение однополярного питания: +3,3 В, +5,0 В.
Стандарные уровни симметричного питания: ±12 В, ±15 В, ±18 В, ±24 В.
2. Точность измерения.
Выбирая прибор по данному параметру, следует учитывать, что увеличение точности влечёт за собой удорожание изделия, и зачастую, приводит к увеличению массы и габаритов изделия.
3. Уровень номинального и максимального измеряемого (первичного) электрического тока.
Датчики тока могут измерять значения от единиц ампер до тысяч ампер. Увеличение номинального и максимального измеряемого тока влечёт за собой увеличение стоимости и массо-габаритных параметров датчиков.
4. Тип корпуса.
Датчики тока и напряжения выполняются к корпусах, которые предназначены для монтажа на печатной плате или для монтажа на рейку (на панель).
5. Диапазон рабочих температур.
Варианты рабочих диапазонов достигают в нижней части до -40 °C, а в верхней части диапазона достигают до +85 °C и даже до +105 °C.

По этим данным мы составили кросс таблицу наших датчиков и всеми известных датчиков LEM.

CoretechLEM

Внешний вид Coretech

Внешний вид LEMПитание. Общий параметрВыходной сигнал. Общий параметр
CHB5DS5S6LESR6-NP±5V2.5±0.625V
CHB15DS5S6LESR15-NP±5V2.5±0.625V
CHB25DS5S6LESR25-NP±5V2.5±0.625V
CHB50DS5S6LESR50-NP±5V2.5±0.625V
CHB100LTA15D

LF205-S

±12-15V100mA
CHB200LTA15DLF205-S±12-15V100mA
CHB300LTA15DLF306-S±12-15V150mA
CHB200LTB15DHTA200-S±15-24V±4. 0V
CHB300LTB15DHTA300-S±15-24V±4.0V
CHB400LTB15DHTA400-S±15-24V±4.0V
CHB500LTB15DHTA500-S±15-24V±4.0V
CHB500TBh25DLF505-S±15-24V100mA
CHB1000LFD15DLF1010-S±15-24V200mA
CHB1000LF15DLF2005-S/SP3±15-24V400mA
CHB2000LF15DLF2005-S/SP9±15-24V400mA

CHB50AP15D

LA55-P

LA55-TP

±12-15V50mA
CHB100AP15DLA100-P

±12-15V100mA
CHB125AP15DLA125-P±12-15V125mA
CHB200AP15DLA200-P±12-15V100mA
CHB05SY15D4HX5-P±12-15V±4. 0V
CHB10SY15D4HX10-P±12-15V±4.0V
CHB20SY15D4HX20-P±12-15V±4.0V
CHB30SY15D4HX30-P±12-15V±4.0V
CHB50SY15D4HX50-P±12-15V±4.0V
CHB10HXS5SHXS10-NP±5V2.5±0.625V
CHB20HXS5SHXS20-NP±5V2.5±0.625V
CHB30HXS5SHXS22-NP±5V2.5±0.625V
CHB50HXS5SHXS50-NP±5V2. 5±0.625V
CHB05LX15DHY5-P±12-15V±4.0V
CHB10LX15DHY10-P±12-15V±4.0V
CHB15LX15DHY15-P±12-15V±4.0V
CHB20LX15DHY20-P±12-15V±4.0V
CHB50LX15DHY50-P±12-15V±4.0V
CHB50LX5S6HY50-PS±5V2.5±0.625V
CHB25C15DLh35-P±12-15V±25mA
CHB50C15DLH50-P±12-15V±50mA
CHB5DS5S6

LTS5-NP

LTSR5-NP

±5V2. 5±0.625V
CHB15DS5S6

LTS15-NP

LTSR15-NP

±5V2.5±0.625V
CHB25DS5S6

LTS25-NP

LTSR25-NP

±5V2.5±0.625V
CHB500Sh25DLT505-S±15-24V

250mA

CHB1000Sh25DLT1005-S±15-24V±200mA
CoretechLEMВнешний вид CoretechВнешний вид LEMПитание. Общий параметрВыходной сигнал. Общий параметр

CHK50BR5S2

CHK50BS5S2

HASS50-S±5V2.5±0.625V

CHK100BR5S2

CHK100BS5S2

HASS100-S±5V2.5±0.625V

CHK200BR5S2

CHK200BS5S2

HASS200-S±5V2.5±0.625V

CHK300BR5S2

CHK300BS5S2

HASS300-S±5V2.5±0.625V

CHK400BR5S2

CHK400BS5S2

HASS400-S±5V2.5±0.625V

CHK500BR5S2

CHK500BS5S2

HASS500-S±5V2.5±0.625V

CHK600BR5S2

CHK600BS5S2

HASS600-S±5V2. 5±0.625V

CHK50BS15D4

CHK50BR15D4

HAS50-S±12-15V±4.0V

CHK100BS15D4

CHK100BR15D4

HAS100-S±12-15V±4.0V

CHK200BS15D4

CHK100BR15D4

HAS200-S±12-15V±4.0V

CHK300BS15D4

CHK300BR15D4

HAS300-S±12-15V±4.0V

CHK600BS15D4

CHK600BR15D4

HAS600-S±12-15V±4.0V

CHK100LB5S2

CHK100LB15D4

HTB100-Р

±5V

±12-15V

2.5±2.0V

±4.0V

CHK200LB5S2

CHK200LB15D4

HTB200-Р

±5V

±12-15V

2. 5±2.0V

±4.0V

CHK300LB5S2

CHK300LB15D4

HTB300-Р

±5V

±12-15V

2.5±2.0V

±4.0V

CHK50HAL15D4HAL50-S±12-15V±4.0V
CHK100HAL15D4HAL100-S±12-15V±4.0V
CHK200HAL15D4HAL200-S±12-15V±4.0V
CHK300HAL15D4HAL300-S±12-15V±4.0V
CHK400HAL15D4HAL400-S±12-15V±4.0V
CHK600HAL15D4HAL600-S±12-15V±4. 0V

CHK200F15D4

CHK200FK15D4

HOP200-SB±12-15V±4.0V

CHK400F15D4

CHK400FK15D4

HOP400-SB±12-15V±4.0V

CHK800F15D4

CHK800FK15D4

HOP800-SB±12-15V±4.0V

CHK1000F15D4

CHK1000FK15D4

HOP1000-SB±12-15V±4.0V

CHK2000F15D4

CHK2000FK15D4

HOP2000-SB±12-15V±4. 0V
СHK200HAT15D4HAT200-S±12-15V±4.0V
СHK400HAT15D4HAT400-S±12-15V

±4.0V

СHK600HAT15D4HAT600-S±12-15V±4.0V
СHK800HAT15D4HAT800-S±12-15V±4.0V
СHK1000HAT15D4HAT1000-S±12-15V±4.0V
СHK1500HAT15D4HAT1500-S±12-15V±4.0V
CHK500HAX15D4HAX500-S±12-15V±4.0V
CHK800HAX15D4HAX800-S±12-15V±4.0V
CHK1000HAX15D4HAX1000-S±12-15V±4.0V
CHK1500HAX15D4HAX1500-S±12-15V±4. 0V
CoretechLEMВнешний вид CoretechВнешний вид LEMПитание. Общий параметрВыходной сигнал. Общий параметр
CHV200AC15D25LV25-200±12-15V±25mA
CHV400AC15D25LV25-400±12-15V±25mA
CHV600AC15D25LV25-600±12-15V±25mA
CHV800AC15D25LV25-800±12-15V±25mA
CHV1000AC15D25LV25-1000±12-15V±25mA
CHV10A15D25LV25-P±12-15V±25mA
CHV-LV15D5LV100±12-15V±50mA


Предлагаем ознакомится с технической документацией. Датчики приведенные в данной таблице не являются прямым аналогом датчикам LEM.

docs/Sensors-hall-2020/Open-loop/CHK-LB15D4.pdf

Датчики постоянного тока-Сопрягаемые с DIRIS Digiware DC

tore_072.psd

Датчики с твердотельным сердечником
50 … 600 A

tore_071.psd

Датчики с твердотельным сердечником
850 … 5000 A

tore_068.psd

Датчики с разъемным сердечником
50 … 500 A

tore_066.psd

Датчики с разъемным сердечником
800 … 2000 A

Функция

Датчики постоянного тока измеряют нагрузочные токи постоянного напряжения электрической установки и передают информацию в измерительные модули DIRIS Digiware Idc по кабелю RJ12-Molex со стороны датчика.

Доступны датчики с твердотельными и разъемными сердечниками от 50 до 5000 А различных размеров, подходящих для новых или существующих электрических установок.

Предусмотрена возможность подключения до 3 различных датчиков постоянного тока к одному и тому же модулю DIRIS Digiware Idc.

Преимущества

Включи и работай
  • Быстроразъемный коннектор RJ12 обеспечивает простоту и надежность подключения проводки.
  • Быстрая настройка номинальных параметров датчика.
Гибкие
  • Большой ассортимент датчиков с твердотельными и разъемными сердечниками от 50 до 5000 А, предназначенных для новых или существующих электрических установок.
Установка
  • Легкая установка.
  • Идеально подходят для установки в ограниченном пространстве.
  • Всего лишь 4 размера корпуса для широкого диапазона измерений.
  • Кабели с цветной индикацией жил для упрощения определения назначения и предотвращения ошибок монтажа проводки.

Габаритные размеры (мм)

Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A (размер корпуса 1)

tore_093_a_1_x. ai

Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A (размер корпуса 2)

tore_092_a_1_x.ai

Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A (размер корпуса 1)

tore_090_a_1_x.ai

Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A (размер корпуса 2)

tore_091_a_1_x.ai

Соединения

Постоянный ток измеряется внешними датчиками, подключенными к модулям DIRIS Digiware I-3xdc посредством кабелей RJ12-Molex. Датчики тока подключаются быстро и безошибочно. Socomec поставляет широкий ассортимент датчиков тока для любых установок и сфер применения, в том числе датчики с разъемным сердечником для модернизированных установок. Датчики постоянного тока имеют следующие технические характеристики:

  • Датчики Холла с разомкнутым контуром
  • С твердотельным сердечником или с разъемным сердечником.
  • Напряжение источника питания: ± 15 В.
  • Потребляемый ток от источника питания: ± 25 мА в зависимости от датчика.
  • Выходное напряжение: ± 4 В.
  • Клеммная колодка Molex с 4-контактным штекерным разъемом.
  • Диапазон измерения: от 16 до 6000 A.
  • Электрическое перенапряжение категории III.
  • КОНТАКТ 1: + 15 В (+ Vc)
  • КОНТАКТ 2: – 15 В (- Vc)
  • КОНТАКТ 3: вход датчика (M)
  • КОНТАКТ 4: Датчик 0 В (0)

Технические характеристики

Тип датчика тока На эффекте Холла с разомкнутым контуром
Соединение Специальный кабель Socomec с разъемами RJ12-Molex
Точность измерения токов Датчики с твердотельным сердечником:50…600A:<1%
Датчики с твердотельным сердечником: 850…5000A:<1%
Датчики с разъемным сердечником: 50. ..500A:< 2%
Датчики с разъемным сердечником: 800…2000A:< 2%

Вес Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A 60 г
Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A 450 г
Датчики с твердотельным сердечником 50 … 500 A 80 г
Датчики с твердотельным сердечником 800 … 2000 A 590 г
Рабочая температура Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A -10 … + 80°C
Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A -25 … + +85°C
Датчики с твердотельным сердечником 50 … 500 A -10 … + +70°C
Датчики с твердотельным сердечником 800 … 2000 A -10 .. . + +70°C
Температура хранения Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A -25 … + 80°C
Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A -25 … + +85°C
Датчики с твердотельным сердечником 50 … 500 A -20 … + +85°C
Датчики с твердотельным сердечником 800 … 2000 A -25 … + +85°C

Коды изделий

Датчики постоянного тока Код изделия
Датчики с твердотельным сердечником (размер корпуса 1)
50 A 4829 0700
100 A 4829 0701
200 A 4829 0702
300 A 4829 0703
400 A 4829 0704
500 A 4829 0705
600 A 4829 0706
Датчики с твердотельным сердечником (размер корпуса 2)
850 A 4829 0707
1000 A 4829 0708
1500 A 4829 0709
2000 A 4829 0710
2500 A 4829 0711
5000 A 4829 0712
Датчики с разъемным сердечником (размер корпуса 1)
50 A 4829 0750
100 A 4829 0751
200 A 4829 0752
300 A 4829 0753
400 A 4829 0754
500 A 4829 0755
Датчики с разъемным сердечником (размер корпуса 2)
800 A 4829 0756
1000 A 4829 0757
1500 A 4829 0758
2000 A 4829 0759

Кабели RJ12-MOLEX
Количество кабелей Длина кабелей Код изделия
3 0,3 м 4829 0782
3 0,5 м 4829 0783
3 1 м 4829 0784
3 2 м 4829 0785
1 5 м 4829 0786

Все об электрических датчиках — Датчики тока и напряжения

Изображение предоставлено: rumruay/Shutterstock. com

Электрические датчики/детекторы/преобразователи — это электронные устройства, которые измеряют ток, напряжение и т. д. и передают сигналы на входы устройств управления или визуальных дисплеев. Электрические датчики часто полагаются на обнаружение эффекта Холла, но также используются и другие методы. Основные характеристики включают тип датчика, функцию датчика, минимальный и максимальный диапазоны измерения и диапазон рабочих температур. Электрические датчики используются везде, где требуется информация о состоянии электрической системы, и используются во всем, от железнодорожных систем до мониторинга вентиляторов, насосов и обогревателей. Информацию о других датчиках см. в нашей статье «Типы датчиков».

Датчики тока

Датчики тока являются важными компонентами управления силовыми электронными системами, такими как преобразователи частоты, тяговые преобразователи, системы ИБП и сварочные системы. За исключением случая резистивного шунтирования, датчики тока не имеют прямого электрического соединения с контролируемым током и считаются бесконтактными устройствами. Их еще называют датчиками тока. В последние годы датчики тока использовались для контроля состояния оборудования насосов, компрессоров, нагревателей, конвейеров и т. д., заменяя более традиционные формы контроля, такие как оптические датчики и датчики давления и нулевой скорости. Причиной этой тенденции является простота установки датчиков тока и их надежность по сравнению с электромеханическими устройствами. Они также способны предоставлять больше информации о состоянии контролируемого устройства.

Датчики тока на эффекте Холла измеряют силу переменного и постоянного тока в проводниках. Эффект Холла лежит в основе многих типов датчиков, включая датчики приближения и скорости. Он описывается как напряжение, возникающее на проводнике, когда проводник находится в присутствии магнитного поля. В случае проводника создаваемое им магнитное поле улавливается ферритовым кольцом, которое окружает проводник. Кольцо служит для нейтрализации любых паразитных магнитных полей, исходящих от чего-либо, кроме самого проводника, позволяя датчику, помещенному в зазор в кольце, реагировать только на магнитное поле, создаваемое током, протекающим в проводнике.

Доступны конструкции как с открытым, так и с закрытым контуром. Конструкции с разомкнутым контуром, как правило, менее дороги, чем конструкции с замкнутым контуром, но в чем-то жертвуют с точки зрения точности и температурной стабильности. Это связано с тем, что датчик без обратной связи использует эффект Холла непосредственно для генерации выходного сигнала. Датчик с обратной связью использует собственную катушку для создания магнитного поля, противодействующего магнитному полю, создаваемому измеряемым током. По этой причине датчики с разомкнутым контуром иногда называют датчиками тока с прямым отображением, а датчики с замкнутым контуром называют датчиками компенсирующего тока. В конструкции с замкнутым контуром току в первичном контуре противодействует вторичная катушка, намотанная на тот же сердечник. Контур обратной связи используется для балансировки потока, генерируемого током первичного контура, для устранения эффектов температурного дрейфа и насыщения.

Диапазон этих проходных датчиков может быть расширен для обнаружения меньших токов путем многократного витка токонесущего проводника через апертуру датчика. Точно так же более высокие токи могут быть обнаружены с помощью делителя тока, который разделяет один проводник на два меньших проводника, один из которых проходит через апертуру датчика.

Переменный ток также можно измерять индуктивно. Реверсивное магнитное поле проводника с током индуцирует ток в индуктивном датчике по мере того, как магнитное поле нарастает и исчезает. Затем формирователь сигналов преобразует его в соответствующий выходной сигнал. Этот метод стал популярным для измерения переменного тока, поскольку требует меньше энергии, чем датчик Холла с обратной связью.

Другой датчик, называемый поясом Роговского, представляет собой недорогой метод измерения переменного тока. Поскольку в них используются специальные немагнитные спиральные катушки без сердечника, они могут измерять большие токи, поскольку они не насыщаются. Их низкая индуктивность подходит для измерения высокоскоростных импульсов тока. Они используются в основном для исследований и разработок в области силовых полупроводников, для контроля очень высокого напряжения, например, для дуговых печей, для контроля токов в подшипниках и валах в больших двигателях, в высокотехнологичных сварочных системах и для испытаний на короткое замыкание. Они способны выдерживать большие перегрузки (например, при ударе молнии), а поскольку они невосприимчивы к постоянному току, их можно использовать для обнаружения небольших переменных токов при наличии больших постоянных токов. Катушки Роговского доступны в различных размерах/длинах и предназначены для установки вокруг проводников без необходимости разрыва проводника.

Датчики тока трансформатора

, иногда называемые токоизмерительными клещами, обычно используются в испытательном оборудовании для обнаружения и измерения больших переменных токов. В этих устройствах используются разрезные железные кольца, которые замыкаются вокруг проводников. Они в основном используются для временного измерения тока. Они не используются для измерения низких уровней тока.

Иногда индуктивные датчики тока комбинируются с переключателями с автономным питанием, которые могут обеспечивать вход для проверки заданного выхода от контроллера автоматизации. Датчик обнаружит ток, протекающий в одной ветви трехполюсного двигателя, и подаст сигнал контроллеру о том, что двигатель насоса или вентилятора запущен или остановлен. Такие устройства можно настроить для определения тока под нагрузкой по сравнению с током без нагрузки и, таким образом, использовать для обнаружения сломанных муфт насоса или вышедших из строя ремней вентилятора.

Датчики напряжения

Датчики напряжения

в основном используются коммунальными службами для контроля напряжения в линиях электропередачи. Они также используются потребителями коммунальных услуг для контроля состояния напряжения в однофазных и трехфазных двигателях для обнаружения условий отключения, обрыва фазы и т. д. или для защиты электронных цепей в устройствах плавного пуска и аналогичном оборудовании от возможного повреждения низкими напряжениями. Датчики напряжения также используются для оценки коэффициента мощности.

Резюме

В этой статье представлено краткое обсуждение электрических датчиков, используемых для контроля тока и напряжения. Для получения дополнительной информации о других продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Другие датчики Артикул

  • Лучшие поставщики и производители датчиков движения в США и за рубежом
  • Емкостные датчики приближения
  • Типы датчиков температуры
  • Ведущие биосенсорные компании в США и за рубежом
  • Датчики угла поворота вала
  • Ведущие поставщики и производители датчиков приближения в США и во всем мире
  • Анализаторы выхлопных газов
  • Лучшие производители и поставщики датчиков температуры
  • Лучшие производители и поставщики датчиков в США
  • Датчики движения
  • Лучшие поставщики и производители датчиков давления в США
  • Типы датчиков давления — Руководство
  • Различные типы датчиков и их использование (например, электрические датчики)
  • Все о датчиках положения — типы, применение и характеристики)
  • Все о детекторах радиации
  • Все о датчиках движения
  • Все о датчиках частиц
  • Все о фотоэлектрических датчиках
  • Ведущие компании Интернета вещей (IOT) в США
  • Все о датчиках утечек – принцип их работы и области применения
  • Все о датчиках температуры – как они работают и их применение
  • Все о датчиках влажности
  • Все о датчиках расхода
  • Все о дефектоскопах, включая ультразвуковое и вихретоковое обнаружение
  • Все о датчиках пламени (стержни пламени, оптические датчики и визуальная визуализация пламени)
  • Все о датчиках зрения и изображений
  • Все о датчиках и детекторах металла
  • Все о датчиках силы — типы и принципы их работы
  • Все о газовых и химических сенсорах

Еще из раздела Инструменты и элементы управления

Наконец-то стало проще измерять ток высокого напряжения

по Джон Мансон , Альберт Ли , Глен Бризбуа и Брендан Уилан

Таблица 1. Используйте этот указатель публикаций, чтобы найти подробную информацию о приложениях для текущих решений для датчиков.
Публикация Верхняя сторона/Низкая сторона Однонаправленный/двунаправленный В ОС (CMRR) Входное напряжение/функция
LT6100 Технический паспорт Привет Сторона Уни 300 48В
LT6101 Технический паспорт Привет Сторона Уни 300 60В
LT1787 Технический паспорт привет сторона Би 75 мкВ 60 В, 70 мкА
LT1990 Спецификация, стр. 1, 16 Оба Би (80 дБ) ±250 В
LT1991 Спецификация, стр. 1, 19–22 Оба Би (80 дБ) ±60 В
LT1995 Спецификация, стр. 20 Оба Би Высокая скорость
Лист технических данных LTC2054, стр. 12 Привет Сторона Би 3 мкВ 60В
3 мкВ Низкая сторона Уни 3 мкВ –48В
LT1494 Спецификация, стр. 1, 16 Привет Сторона Уни, Б ~1 мВ 36В
LTC2053 Спецификация, стр. 13 Hi Side (оба варианта) Уни 10 мкВ 5В
Лист технических данных LTC6800, стр. 1 Hi Side (оба варианта) Уни 100 мкВ 5В
LTC6943 Спецификация стр. 1 Оба Уни (120 дБ) 18 В
LT1620 Технический паспорт Оба Уни 5 мВ 36В, мощность
LT1366 Спецификация, стр. 1 Привет Сторона Уни 200 мкВ 36В
LT1797 Спецификация, стр. 1 Низкая сторона Уни 1 мВ –48 В, быстродействующий
Информационная карта 27 Различные цепи
LT1637 Спецификация, стр. 13 LT1637 Спецификация, стр. 13 Уни ~1 мВ 44 В, сверхвысокий
LT1490A Спецификация, стр. 1 Привет Сторона Би ~1 мВ 12 В, сверхвысокий
Примечание по дизайну 341 Низкая сторона Уни ~1 мкВ –48 В, прямой АЦП
Журнал Linear Technology, август 2004 г., с. 33 Низкая сторона Би 2,5 мкВ Прямой АЦП
Примечание по дизайну 297 Привет Сторона Уни 2,5 мкВ Прямой АЦП
Лист данных LTC1966, стр. 29, 32 Оба (AC) Ток среднеквадратичного значения
Примечание по применению 92 Привет Сторона Уни различные Лавинные ПД
Таблица 2. Компания Linear Technology предлагает микросхемы для измерения тока в конкретных приложениях. Используйте эту таблицу для поиска публикаций, посвященных конкретным приложениям.
Публикация Заявка
LTC4060 Лист данных Зарядное устройство NiMH/NiCd
Журнал Linear Technology, март 2003 г., с. 24 Зарядные устройства
Журнал Linear Technology, май 2004 г., с. 24 Аккумуляторный газомер
Примечание по применению 89 5В, контроллер ТЕС
Указания по применению 66, Указания по применению 84 Режим переключения питания
LT Chronicle, январь 2003 г. , с. 7 Автомобильная температура
Примечание по дизайну 1009 Фотовспышка
Примечание по дизайну 312 VRM9.x
Примечание по дизайну 347 Кирпичи
LTC4259, LTC4267 Технический паспорт Питание через Ethernet
Дизайнерское решение 43 ПЛИС Altera