Shuntweerstanden zijn belangrijke detectiecomponenten voor stroombemonstering in elektriciteitsmeters. Ze maken gebruik van de lage weerstandseigenschappen van mangaan-koperlegeringen om nauwkeurige stroommetingen te bereiken door de spanningsval over de weerstand te meten wanneer er stroom doorheen vloeit (wet van Ohm V=I×R). Ze zijn ook een goedkope- en zeer aanpasbare bemonsteringsoplossing in elektriciteitsmeters.
Momenteel classificeert de industrie shuntweerstanden van elektriciteitsmeters voornamelijk op basis van het lasproces, de installatiemethode, structurele specificaties en het nauwkeurigheidsniveau. Verschillende typen vertonen aanzienlijke verschillen in proces, prestaties en toepasselijke scenario's, en ze moeten allemaal voldoen aan nationale/industriestandaarden zoals JB/T 11722-2013 en DL/T 2345-2021.
Ingedeeld op lasproces: gesoldeerde shunt versus elektronenbundelgelaste shunt
Dit is een classificatie van shunts voor elektriciteitsmeters op basis van hun productieproces, dat de betrouwbaarheid, nauwkeurigheid en temperatuuraanpassing van het product bepaalt. Elektronenstraallassen is een nieuwe technologie die momenteel de traditionele hardsoldeermethoden vervangt.
Gesoldeerde shunt
1. Proceskenmerken
Verbonden door het solderen van de manganine-weerstandsplaat aan de koperen aansluiting met behulp van traditionele soldeermaterialen, is het proces eenvoudig en heeft het lage productiekosten.
2. Kernkenmerken
Er is een probleem met de warmteontwikkeling in de hardsoldeerlaag. De manganine- en koperaansluiting hebben de neiging te scheiden als gevolg van thermische uitzetting en samentrekking, wat resulteert in een relatief hoge temperatuurcoëfficiënt, gemiddelde weerstandsstabiliteit en een zwak vermogen tegen blikseminslag.
3. Toepassingsscenario's
Algemene elektriciteitsmeters en zuinige elektriciteitsmeters met lage eisen aan meetnauwkeurigheid.
Elektronenbundel gelaste shunt
1. Proceskenmerken
Er worden geen soldeermaterialen gebruikt. De manganine- en koperaansluiting worden tot één stuk versmolten via een elektronenstraal op hoge- temperatuur. Het stelt extreem hoge eisen aan de zuiverheid van manganine- en kopermaterialen, met strikte procesprecisie.
2. Kernkenmerken
Het heeft een lage temperatuurcoëfficiënt, vrijwel geen weerstandsdrift en geen extra warmteontwikkeling door soldeermaterialen. De manganine- en koperterminal worden nooit gescheiden. Het kan zich gemakkelijk aanpassen aan elektriciteitsmeters van klasse 0,5, voldoet aan de blikseminslagtest van 3000 A/10 ms en heeft een sterkere oxidatieweerstand en overbelastingscapaciteit.
3. Toepassingsscenario's
Gelijkstroom-elektriciteitsmeters met gemiddeld en hoog-vermogen (laadpalen, fotovoltaïsche zonne-energie), industriële- elektriciteitsmeters en elektriciteitsmeters voor buitengebruik in omgevingen met -hoge temperaturen. Het is momenteel ook de reguliere keuze voor geïntegreerde DC-elektriciteitsmeter-shunts.
Ingedeeld op installatiemethode: ingebouwde-geïntegreerde shunt versus externe afzonderlijke shunt
Deze classificatie richt zich in de eerste plaats op DC-energiemeters (vooral voor laadstations voor elektrische voertuigen). Het belangrijkste verschil ligt in de vraag of de shuntweerstand is geïntegreerd in het lichaam van de energiemeter, wat een directe invloed heeft op de installatie van de meter, het energieverbruik, het anti-interferentievermogen en de algehele meetfout. Dit is ook een belangrijke overweging bij het selecteren van energiemeters voor laadstations.
Externe split-type shunt
1. Structurele kenmerken
De shunt is onafhankelijk van het elektriciteitsmeterlichaam en moet via bemonsteringsdraden op de meter worden aangesloten. Er moeten aparte installatieruimtes en bedradingsroutes worden gepland.
2. Kernkenmerken
Om interferentie bij bemonstering over lange- afstanden te verminderen, wordt meestal gebruik gemaakt van signaaltransmissie met hoge- spanning (75 mV/50 mV), wat resulteert in een aanzienlijk hoger energieverbruik en warmteontwikkeling (het stroomverbruik bereikt 22,5 VA onder een werkomstandigheden van 300 A). Meetfouten worden gesuperponeerd door het meter-, shunt- en bedradingsproces, wat leidt tot een hoge totale foutonzekerheid (voor een conventionele klasse 1,0-meter + klasse 0,5-shunt kan de totale fout ± 1,5%) bereiken. Het heeft een zwak anti-elektromagnetisch interferentievermogen.
3. Toepassingsscenario's
Vroege elektriciteitsmeters voor DC-laadpalen, DC-laadpalen met twee-kanonnen en meetscenario's voor energieopslag met lage vereisten voor installatieruimte.
Ingebouwde-geïntegreerde shunt
1. Structurele kenmerken
De shunt is direct geïntegreerd in de behuizing van de elektriciteitsmeter, zonder dat er externe bemonsteringsdraden nodig zijn. Er zijn alleen externe spanningslijnen en communicatielijnen nodig, waardoor bedrading uiterst eenvoudig is.
2. Kernkenmerken
Het maakt gebruik van signaaloverdracht met lage- spanning (6 mV). De shunt heeft een kleinere weerstandswaarde en het stroomverbruik is slechts 1/12 van dat van het split-type (slechts 1,8VA onder 300A werkomstandigheden), met een lage warmteontwikkeling en een regelbare temperatuurstijging. De bemonsteringslink is kort en gesloten, zonder extra foutsuperpositie, en de meetnauwkeurigheid kan klasse 0,5 bereiken (fout ± 0,5%). Het heeft een sterk anti-interferentievermogen en kan ook geïntegreerde loodafdichting realiseren om geknoei te voorkomen.
3. Toepassingsscenario's
Nieuwe gelijkstroom-oplaadstapel-elektriciteitsmeters met één-kanon, hoge-precieze fotovoltaïsche elektriciteitsmeters en compact-op-elektriciteitsmeters voor energieopslag in voertuigen/kleine energie. Het is de technologische evolutierichting van DC-elektriciteitsmeters.
3. Toepasbare scenario's: de nieuwe gelijkstroom-energiemeter met enkelvoudige -kanon, de -precieze energiemeter voor fotovoltaïsche meting en de compacte energiemeter voor energieopslag op- kleine- schaal vertegenwoordigen de richting van de technologische vooruitgang voor gelijkstroom-energiemeters.
Geclassificeerd op basis van structurele specificaties: Standaard stroomshunts uit de FL-serie
Dit is een gebruikelijk structureel model van een DC-vermogensmetershunt. De kerncomponenten zijn onderverdeeld in het FL-2-basistype en het FL-29/FL-39-type met hoog vermogen, beide met een structuur met vier aansluitingen (buitenste stroomklemmen en binnenste potentiaalklemmen), geschikt voor verschillende stroombereiken en uitgangsspanningen.
1.FL-2 Type:Basis mainstream model, nauwkeurigheidsklasse 0,5/1,0, stroombereik 1A~15000A, opties voor nominale uitgangsspanning omvatten 20mV, 30mV, 50mV, 75mV, 100mV (75mV is standaard), temperatuurstijging minder dan of gelijk aan 80 graden onder 50A, en minder dan of gelijk aan 120 graden boven 50A. Geschikt voor de meeste AC-energiemeters en kleine tot middelgrote DC-energiemeters;
2.FL-29/FL-39-type:Een verbeterde versie met hoog-vermogen van de FL-2, ontworpen voor toepassingen met ultra-hoge stroom boven 2000A. Het beschikt over een hoge-temperatuurbestendige geïsoleerde basis en een sterkere overbelastingscapaciteit, geschikt voor industriële DC-meettoepassingen met ultrahoog vermogen;
3. Algemene kenmerken:Alle modellen maken gebruik van weerstandsplaten van mangaan-koperlegeringen + koperen connectoren, ondersteunen aangepaste afmetingen, en sommige fabrikanten kunnen speciale specificaties voor export leveren, aangepast aan verschillende nationale normen voor energiemeters.
Ingedeeld op nauwkeurigheidsniveau: 0,2 klasse / 0,5 klasse / 1 klasse shunts
Deze classificatie is gebaseerd op de DL/T 2345-2021-norm voor externe shunts van DC-energiemeters. De nauwkeurigheidsklasse komt rechtstreeks overeen met de meetnauwkeurigheid van de energiemeter en is ook een kernindicator voor de fabrieksinspectie van de shunt.
Basisfoutlimieten van shuntweerstanden
| Laadstroom (I) | Meetconditie | Klasse 0.2 | Klasse 0,5 | Klasse 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Kleiner dan of gelijk aan I Kleiner dan of gelijk aan 0,05 Iₙ | Na thermische stabilisatie van de shuntweerstand | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Kleiner dan of gelijk aan I Kleiner dan of gelijk aan 1,2 Iₙ | Na thermische stabilisatie van de shuntweerstand | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1.Klasse 0,2 shunt
De hoogste precisieklasse met minimale basisfout onder referentieomstandigheden. De impact van temperatuur- en vochtigheidsvariaties op fouten wordt strikt gecontroleerd.Toepassingen: Laboratoriumkalibratie, hoog-precieze industriële elektriciteitsmeters en elektriciteitsmeters voor douaneafhandeling.
2.Klasse 0,5 shunt
De mainstream precisieklasse in de industrie.Toepassingen: Civiele/industriële AC-elektriciteitsmeters, DC-laadpaal-elektriciteitsmeters en fotovoltaïsche elektriciteitsmeters. Het is ook de standaardprecisie voor de shunts uit de FL-serie.
3.Klasse 1 shunt
Een kosteneffectieve precisieklasse-.Toepassingen: hoge-stroommeting boven 5000 A, elektriciteitsmeters op het elektriciteitsnet met lage nauwkeurigheidseisen en tijdelijke meting van elektriciteitsmeters.
Vergelijkingstabel met kerntypen voor shunts van elektriciteitsmeters
Om de verschillen tussen de verschillende typen duidelijker te illustreren, worden hieronder vier kernshuntweerstanden met elkaar vergeleken,-gesoldeerd/elektronenbundelgelast (proces) en intern/extern (installatie)-die het meest worden gebruikt in de industrie, op basis van hun belangrijkste prestatie-indicatoren.
| Vergelijkingsdimensie | Manganin-draadshunt | Elektronen-Beam gelaste shunt | Extern discreet type | Intern geïntegreerd type |
|---|---|---|---|---|
| Temperatuurcoëfficiënt | >50 ppm | < 30 ppm | - | - |
| 300 A vermogensverlies (voorbeeld) | - | - | 22,5 VA | 1,8 VA |
| Meetnauwkeurigheidsfout | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (cumulatief) | ±0,5% (niet-cumulatief) |
| Anti-interferentievermogen | Gemiddeld | Sterk | Zwak (lange bemonsteringskabels) | Sterk (afgedichte signaallus) |
| Productiekosten | Laag | Gemiddeld-hoog | Laag (oplossing op systeem-niveau) | Middel (geïntegreerde oplossing) |
| Typische toepassingsscenario's | Algemene energiemeters voor woningen | Industriële/DC/brede-temperatuur-energiemeters | Twee-gelijkstroom-snellaad-energiemeters-met pistool | Gelijkstroomsnel-meters voor opladen/fotovoltaïsche energie |