Las resistencias de derivación son componentes de detección importantes para el muestreo de corriente en medidores de electricidad. Utilizan las características de baja resistencia de la aleación de manganeso-cobre para lograr una medición de corriente precisa midiendo la caída de voltaje a través de la resistencia cuando la corriente fluye a través de ella (Ley de Ohm V=I×R). También son una solución de muestreo de bajo-costo y altamente adaptable en medidores de electricidad.
Actualmente, la industria clasifica principalmente las resistencias de derivación de medidores de electricidad según el proceso de soldadura, el método de instalación, las especificaciones estructurales y el nivel de precisión. Los diferentes tipos presentan diferencias significativas en el proceso, el rendimiento y los escenarios aplicables, y todos deben cumplir con los estándares nacionales/industriales como JB/T 11722-2013 y DL/T 2345-2021.
Clasificados por proceso de soldadura: derivación soldada frente a derivación soldada por haz de electrones
Se trata de una clasificación de las derivaciones de contadores eléctricos en función de su proceso de fabricación, que determina la fiabilidad, precisión y adaptabilidad a la temperatura del producto. La soldadura por haz de electrones es una nueva tecnología que actualmente está reemplazando a los métodos tradicionales de soldadura fuerte.
Derivación soldada
1. Características del proceso
Conectado soldando la lámina de resistencia a manganina al terminal de cobre utilizando materiales de soldadura tradicionales, el proceso es simple y tiene bajos costos de fabricación.
2. Características principales
Existe un problema de generación de calor en la capa de soldadura fuerte. El terminal de manganina y cobre tiende a separarse debido a la expansión y contracción térmica, lo que da como resultado un coeficiente de temperatura relativamente alto, una estabilidad de resistencia promedio y una débil capacidad anti-rayo.
3. Escenarios de aplicación
Contadores de electricidad generales y contadores de electricidad económicos con bajos requisitos de precisión de medición.
Derivación soldada por haz de electrones
1. Características del proceso
No se utilizan materiales de soldadura fuerte. El terminal de manganina y cobre se fusionan en una sola pieza mediante un haz de electrones de alta-temperatura. Tiene requisitos extremadamente altos para la pureza de los materiales de manganina y cobre, con una estricta precisión del proceso.
2. Características principales
Tiene un coeficiente de temperatura bajo, casi ninguna variación de resistencia y no genera calor adicional a partir de materiales de soldadura fuerte. El terminal de manganina y cobre nunca se separan. Puede adaptarse fácilmente a medidores de electricidad de Clase 0,5, pasar la prueba de impacto de rayos de 3000 A/10 ms y tiene una mayor resistencia a la oxidación y capacidad de sobrecarga.
3. Escenarios de aplicación
Medidores de electricidad de CC de potencia media y alta-(pilas de carga, energía fotovoltaica), medidores de electricidad de grado-industrial y medidores de electricidad para exteriores en entornos-de temperatura amplia. Actualmente, también es la opción principal para derivaciones integradas de medidores de electricidad de CC.
Clasificado por método de instalación: derivación integrada-integrada versus derivación externa separada
Esta clasificación se dirige principalmente a los contadores de energía de CC (especialmente para estaciones de carga de vehículos eléctricos). La principal diferencia radica en si la resistencia de derivación está integrada con el cuerpo del medidor de energía, lo que afecta directamente la instalación del medidor, el consumo de energía, la capacidad anti-interferencia y el error de medición general. Esta también es una consideración clave a la hora de seleccionar contadores de energía para estaciones de carga.
Derivación tipo división externa-
1. Características estructurales
La derivación es independiente del cuerpo del medidor de electricidad y debe conectarse al medidor mediante cables de muestreo. Se deben planificar espacios de instalación y rutas de cableado separados.
2. Características principales
Para reducir-la interferencia de muestreo a larga distancia, se adopta principalmente la transmisión de señales de alto-voltaje (75 mV/50 mV), lo que resulta en un consumo de energía y una generación de calor significativamente mayores (el consumo de energía alcanza los 22,5 VA en condiciones de funcionamiento de 300 A). Los errores de medición se superponen por el medidor, la derivación y el proceso de cableado, lo que genera una alta incertidumbre de error total (para un medidor convencional Clase 1,0 + derivación Clase 0,5, el error total puede alcanzar ±1,5%). Tiene una débil capacidad anti-interferencia electromagnética.
3. Escenarios de aplicación
Los primeros medidores de electricidad de pila de carga de CC, pilas de carga de CC de doble cañón-y escenarios de medición de almacenamiento de energía con bajos requisitos de espacio de instalación.
Derivación integrada-incorporada
1. Características estructurales
La derivación está integrada directamente dentro del cuerpo del medidor de electricidad, sin necesidad de cables de muestreo externos. Sólo se necesitan líneas de tensión externas y líneas de comunicación, lo que hace que el cableado sea extremadamente sencillo.
2. Características principales
Adopta transmisión de señal de bajo-voltaje (6 mV). La derivación tiene un valor de resistencia menor y su consumo de energía es solo 1/12 del del tipo dividido-(solo 1,8 VA en condiciones de funcionamiento de 300 A), presenta baja generación de calor y aumento de temperatura controlable. El enlace de muestreo es corto y cerrado, sin superposición de errores adicionales, y la precisión de la medición puede alcanzar la Clase 0,5 (error ±0,5%). Tiene una fuerte capacidad anti-interferencia y también puede realizar un sellado de plomo integrado para evitar manipulaciones.
3. Escenarios de aplicación
Nuevos medidores de electricidad de pila de carga de CC de una sola-pistola, medidores de electricidad fotovoltaicos de alta-precisión y medidores de electricidad compactos-para almacenamiento de energía en vehículos o pequeños. Es la dirección de la evolución tecnológica de los medidores de electricidad de CC.
3. Escenarios aplicables: el nuevo medidor de energía de pila de carga de CC de una sola-pistola, el medidor de energía de medición fotovoltaica de alta-precisión y el medidor de energía de almacenamiento de energía compacto-a bordo/pequeña-escala representan la dirección del avance tecnológico para los medidores de energía de CC.
Clasificados por especificaciones estructurales: Derivadores de corriente estándar serie FL
Este es un modelo estructural común de derivación de medidor de potencia de CC. Los componentes principales se dividen en el tipo básico FL-2 y el tipo de alta potencia FL-29/FL-39, ambos con una estructura de cuatro terminales (terminales de corriente externos y terminales de potencial internos), adecuados para diferentes rangos de corriente y voltajes de salida.
1.FL-2 Tipo:Modelo básico básico, clase de precisión 0,5/1,0, rango de corriente 1 A ~ 15000 A, las opciones de voltaje de salida nominal incluyen 20 mV, 30 mV, 50 mV, 75 mV, 100 mV (75 mV es estándar), aumento de temperatura menor o igual a 80 grados por debajo de 50 A y menor o igual a 120 grados por encima de 50 A. Adecuado para la mayoría de medidores de energía de CA y medidores de energía de CC de potencia pequeña a mediana;
2.FL-29/FL-39 Tipo:Una versión mejorada de alta-potencia del FL-2, diseñada para aplicaciones de corriente ultra-alta superior a 2000 A. Cuenta con una base aislada resistente a altas-temperaturas y una mayor capacidad de sobrecarga, adecuada para aplicaciones industriales de medición de CC de potencia ultraalta;
3.Características generales:Todos los modelos utilizan láminas de resistencia de aleación de manganeso-cobre + conectores de cobre, admiten dimensiones personalizadas y algunos fabricantes pueden proporcionar especificaciones especiales para la exportación, adaptándose a diferentes estándares nacionales de medidores de energía.
Clasificados por nivel de precisión: derivaciones de clase 0,2/clase 0,5/1 clase
Esta clasificación se basa en la norma DL/T 2345-2021 para derivaciones externas de contadores de energía CC. La clase de precisión corresponde directamente a la precisión de medición del contador de energía y también es un indicador fundamental para la inspección en fábrica del shunt.
Límites de error básicos de las resistencias en derivación
| Corriente de carga (I) | Condición de medición | Clase 0.2 | Clase 0.5 | Clase 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Menor o igual a I Menor o igual a 0,05 Iₙ | Después de la estabilización térmica de la resistencia en derivación. | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Menor o igual a I Menor o igual a 1,2 Iₙ | Después de la estabilización térmica de la resistencia en derivación. | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1. Derivación Clase 0.2
La clase de precisión más alta con un error básico mínimo en condiciones de referencia. El impacto de las variaciones de temperatura y humedad en los errores está estrictamente controlado.Aplicaciones: calibración de laboratorio, medidores de electricidad de medición industrial de alta-precisión y medidores de electricidad de medición de despacho de aduanas.
2. Derivación Clase 0.5
La clase de precisión convencional en la industria.Aplicaciones: Medidores de electricidad de CA civiles/industriales, medidores de electricidad de pila de carga de CC y medidores de electricidad de medición fotovoltaica. También es la precisión estándar para las derivaciones de la serie FL.
3.Derivación Clase 1
Una clase de precisión-rentable.Aplicaciones: Medición de alta-corriente superior a 5000 A, medidores de electricidad de la red eléctrica con requisitos de baja precisión y medidores de electricidad de medición temporal.
Tabla comparativa de tipos de núcleos para derivaciones de medidores de electricidad
Para ilustrar más claramente las diferencias entre los diferentes tipos, a continuación se comparan cuatro resistencias de derivación centrales-soldadas con soldadura fuerte/por haz de electrones (proceso) e internas/externas (instalación)-que son las más utilizadas en la industria, según sus indicadores clave de rendimiento.
| Dimensión de comparación | Derivación de alambre de manganina | Derivación soldada por haz de electrones- | Tipo discreto externo | Tipo integrado interno |
|---|---|---|---|---|
| Coeficiente de temperatura | >50 ppm | < 30 ppm | - | - |
| Disipación de potencia de 300 A (ejemplo) | - | - | 22,5 VA | 1,8 VA |
| Error de precisión de medición | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (acumulado) | ±0,5 % (no-acumulativo) |
| Capacidad anti-interferencia | Promedio | Fuerte | Débil (cables de muestreo largos) | Fuerte (bucle de señal sellado) |
| Costo de fabricación | Bajo | Medio-alto | Bajo (solución de nivel-del sistema) | Medio (solución integrada) |
| Escenarios de aplicación típicos | Medidores de energía residenciales generales. | Medidores de energía industriales/CC/amplia-temperatura | Medidores de energía de carga rápida-CC de doble-pistola CC | Contadores de energía fotovoltaica/carga rápida-CC |