Устройство, позволяющее понижать или повышать исходное напряжение, называют трансформатором. Такой тип оборудования относится к силовым установкам. Но существуют трансформирующие механизмы со специальными возможностями: испытательные, сварочные, инструментальные. К такому типу относятся измерительные трансформаторы.
Их применяют при таких случаях:
- для обеспечения безопасного использования электроизмерительного оборудования. Такие приборы непосредственно не соприкасается с цепью высокого напряжения, а контактируют с преобразующим оборудованием;
- при необходимости подключения реле, являющихся элементами защиты электроустановок при аварийных ситуациях.
Включение специальных трансформаторов делает доступным применение электроизмерительных приборов с небольшой измерительной шкалой для определения значительных показателей силы тока и разности потенциалов. Это возможно за счет расширения пределов измерения приборов.
Использование специального оборудования в переменных электросетях уменьшает значения физических величин до «удобных», безопасных для измерения величин.
Особые возможности специальных преобразователей
Путем прямого измерения в переменной электросети определяют две величины: ток и разность потенциалов. Соответственно измерительные трансформаторы выпускают двух типов:
- для подключения приборов, имеющих функцию контроля разности потенциалов или непосредственно вольтметров;
- позволяющие подключать амперметры. Они позволяют включить токовые катушки ваттметров, счётчиков, реле.
Измерительные трансформаторы предназначены для работы с типовым оборудованием для измерения силы тока и напряжения.
Стандартными приборами считаются амперметры с пределом измерения от 1 до 5 А, вольтметры со шкалой 100 В, 173 В.
Как измеряется разность потенциалов
Любой преобразователь состоит их нескольких обмоток, связанных между собой сердечником. В зависимости от подключения, он имеет возможность как повышать, так понижать входящие параметры электросети.
Используют для определения разности потенциалов понижающий измерительный трансформатор напряжения, который имеет стандартный вид: две обмотки, одна из которых первичная, а другая, общий сердечник. Главное условие безопасного использования устройства – полная изоляция, заземление вторичной обмотки.
Принцип работы:
- первичная обмотка соединяется с нагрузкой параллельно;
- на первичную обмотку подаётся разность потенциалов, которую необходимо измерить;
- U со вторичной обмотки снимается вольтметром. Вся диагностика проводится с учётом погрешностей.
Несмотря на то, что подключение вольтметра за счёт его большого сопротивления создаёт ситуацию режима холостого хода, падение напряжения в обмотках присутствует. Его вызывает ток холостого хода.
Это означает, что между входящим и выходящим Uсуществует сдвиг фаз, который вносит погрешности:
Для уменьшения погрешностей необходимо уменьшить ток холостого хода. Это достигается путём снижения сопротивления обмоток, повышения качества магнитопровода.
Классифицирую измерительные преобразующие устройства напряжения по классу точности, делят их на два вида:
- стационарные с относительной погрешностью напряжения 0,5, 1, 3;
- лабораторные с классом точности 0,05, 0,1, 0,2, 0,5.
По угловой погрешности можно подобрать прибор с показателем от 20 до 40 угл. мин.
Как измеряется токовое усилие?
Трансформатор тока наоборот повышающий. Иногда применяют проходной тип оборудования, у которого первичная обмотка заменена проводом, пропущенным через магнитопровод. Соединение первичной обмотки, с измеряемой цепью, и вторичной с прибором контроля последовательное.
Режим работы преобразователя тока можно определить как режим короткого замыкания. Это связано с небольшим сопротивлением приборов для определения значения тока. В таких преобразующих устройствах так же существует два вида погрешностей:
- относительная токовая;
- угловая.
Классификация аналогична приборам измерения U:
- стационарные;
- лабораторные.
Оба типа имеют по пять классов точности. Уменьшают погрешность за счёт изготовления качественных сердечников. Это позволяет снизить намагничивающий ток, вызывающий погрешности.
Можно использовать специальные преобразователи для определения мощности, но при этом применяют одновременно оба типа устройств.
