Электромонтер по монтажу вторичных цепей - Электроизмерительные приборы

ПРИБОРЫ И АППАРАТЫ

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Для контроля за различными режимами работы электрооборудования используют электроизмерительные приборы. С их помощью наблюдают за величиной тока, напряжения, мощности.
Измерительные приборы для контроля устанавливают на пультах управления, и поэтому они называются щитовыми.
Существуют следующие основные системы приборов, используемые в качестве щитовых: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, ферродинамическая, индукционная, вибрационная.
Магнитоэлектрическая система использует силы взаимодействия между током, протекающим по рамке прибора, и полем постоянного магнита (рис. 7). Приборы этой системы можно использовать для измерения только в цепях постоянного тока.
В приборах электромагнитной системы сердечник из ферромагнитного материала, соединенный с подвижной системой прибора, вращается под действием магнитного поля неподвижной катушки, обтекаемой током. Приборы электромагнитной системы пригодны для измерения в цепях переменного и постоянного тока (рис. 8).
В электродинамической системе используются силы взаимодействия токов, протекающих по неподвижной и подвижной катушкам прибора (рис. 9). Такие приборы пригодны для постоянного, а также для переменного тока.


Рис. 7. Магнитоэлектрический измерительный механизм
1 — постоянный     магнит; 2 — магнитопровод; 3 — полюсные наконечники; 4 — неподвижный   сердечник; 5 — рамка; 6 — полуось;
7 — стрелка; 8 — шкала

Рис. 8. Электромагнитный измерительный механизм
1 — катушка; 2 — стальная пластина; 3 — пружина; 4 — трубчатый успокоитель; 5 — поршенек; 6 — стрелка; 7 — ось

В приборах ферродинамической системы используется тот же принцип, что и в электродинамической, но сердечник этих приборов — из ферромагнитного материала. За счет этого увеличивается вращающий момент прибора, снижается потребляемая им мощность, устраняется влияние внешних магнитных полей, однако уменьшается точность прибора.

Рис. 9. Электродинамический измерительный механизм
1 — неподвижная катушка; 2 - подвижная катушка; 3— противодействующая пружина

Индукционная система основана на взаимодействии магнитного поля неподвижных электромагнитов с вихревыми токами, создаваемыми этим магнитным полем в алюминиевом диске (рис 10). Приборы индукционной системы пригодны только для переменного тока определенной частоты.
Наиболее распространенными приборами индукционной системы являются электрические счетчики однофазного и трехфазного тока. В счетчиках измерительный узел преобразует электрическую энергию в энергию вращения подвижной системы прибора. При этом число оборотов за определенный промежуток времени пропорционально расходу электроэнергии. Подсчет числа оборотов подвижной системы прибора выполняет счетный механизм.

Рис. 10. Индукционный прибор
а — схема устройства индукционного прибора с диском и двумя электромагнитами; б — диск индукционного прибора с вихревыми токами; 1— электромагниты; 2 — диск; 3 — постоянный магнит; 4 — шкала; 5 — стрелка; 6 — противодействующая пружина

В приборах вибрационной системы протекающий по обмотке электромагнита ток вызывает вибрацию якоря. Эта вибрация передается специально подобранным пластинам с разным собственным периодом колебаний. Наибольшая амплитуда колебаний будет у пластины, собственный период колебаний которой совпадает с периодом колебания якоря.
Па этом принципе устроены частотомеры для измерения частоты переменного тока (рис. 11).

Рис. 11. Схема устройства частотомера вибрационной системы
1 — электромагнит; 2— стальные пластины; 3 — металлический брусок; 4 — якорь

Принадлежность прибора к определенной системе указывается на его шкале в виде условных обозначений, приведенных в табл.   Кроме того, на шкале прибора наносятся и другие знаки, обозначающие род тока, класс точности, наличие защиты от внешних магнитных или электрических полей, назначение зажимов, положение шкалы при измерении, прочность изоляции и т. д.
На электротехнических чертежах (схемах) электроизмерительные приборы изображаются условно (см. табл. 6).
Для правильного монтажа и подключения отдельных сложных приборов (например, ваттметров, фазометров, счетчиков и др.) на них наносится электрическая схема внутренних соединений с обозначением зажимов подключения прибора в сеть. Зажимы обозначаются цифрами или буквами.

Условные обозначения системы электроизмерительных приборов

На рис. 12 показана схема внутренних соединений трехфазного ваттметра активной мощности. Все зажимы ваттметра обозначены цифрами от 1 до 7.

Рис. 12. Подключение трехфазного ваттметра активной мощности к сети высокого напряжения
Обмотки напряжения прибора (О.Н.) зажимами 1, 2 и 3 подключаются к выводам трансформаторов напряжения (Т.Н.), а токовые обмотки (О.Т.) зажимами 4, 5, 6 и 7 подключаются к трансформаторам тока (Т.Т.).
В счетчиках электрической энергии зажимы обозначаются буквами Г и Н и цифрами. Например, трехфазный счетчик типа САЗ, схема включения которого показана на рис. 13, а, имеет три зажима, обозначенных буквой Г, три зажима — буквой Н и три зажима — цифрами 1,2 и 3.
Эти обозначения нанесены на коробке зажимов и на схеме, имеющейся на кожухе или на внутренней стороне крышки коробки зажимов.

Рис. 13. Схема включения трехфазного счетчика активной энергии

Буква Г обозначает, что к этим зажимам должны быть подключены «генераторные» провода, идущие со стороны поступления энергии или от зажима И1 трансформатора тока, а к зажимам Н должны подключаться провода, идущие к нагрузке или к зажиму И2 трансформатора тока.
Зажимы 1, 2 и 3 — это зажимы обмоток напряжения. К ним должны подключаться провода, идущие соответственно от фаз А, В и С или от зажимов вторичных обмоток трансформаторов напряжения, подключенных к этим фазам.
Правильность подключения счетчиков в трехфазных сетях проверяют при помощи векторных диаграмм. Каждой схеме включения соответствует определенная векторная диаграмма (рис. 13,6). Для данной схемы вектор тока фазы А отстает от вектора напряжения этой же фазы на угол фА, обусловленный наличием индуктивной нагрузки. Таким же образом вектор тока  отстает от вектора напряжения Uc на угол.
Как видно из схемы, к обмоткам напряжения счетчика подведены линейные напряжения UAB и UCB, причем угол между вектором тока и вектором напряжения UАВ равен 30°+ фА , а угол между вектором тока и вектором напряжения UCB равен фс—30°.
Сравнивая полученную при проверке векторную диаграмму с векторной диаграммой, которая соответствует принятой схеме включения счетчика, можно судить о правильности сборки этой схемы.
Векторные диаграммы снимают наладчики при помощи специальных приборов ВАФ-85 (вольтамперфазоиндикаторов) или методом однофазного ваттметра.