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En el industria de medidores de energía , muchos medidores usan derivaciones como sensores de corriente. Esto se debe principalmente a que cuestan menos que otros tipos de sensores de corriente y brindan inmunidad magnética, lo que los convierte en una buena opción para medidores monofásicos. Sin embargo, este enfoque basado en derivaciones también presenta algunos desafíos, incluida la necesidad de aislar cada derivación del núcleo del medidor y los problemas de calentamiento causados por las derivaciones.
La medición basada en derivación requiere dos características importantes: aislamiento completo entre la derivación y el núcleo de un medidor y salidas ADC coherentes para detectar las mismas corrientes de fase en todas las fases. Afortunadamente, estos requisitos se abordan en una nueva familia de convertidores de analógico a digital (ADC) de Analog Devices.
Los nuevos dispositivos ADS131M04 son ADC multicanal, de muestreo simultáneo, 24 bits, delta-sigma de segundo orden que tienen características de calibración interna y un amplio rango dinámico. Estos ADC son ideales para aplicaciones de medición de energía que necesitan alta precisión y bajo consumo de energía.
El aislamiento entre la derivación y el medidor se logra a través de un divisor de voltaje resistivo simple (R32-R48). El divisor está dispuesto en una configuración de tira paralela con una derivación en un lado, los ADC en el otro lado y la tierra entre ellos. Los ADC deben aislarse del circuito para evitar un voltaje de modo común que pueda dañar el convertidor de analógico a digital (ADC) del medidor.
Para abordar este problema, se agrega un amplificador de aislamiento entre los ADC y el divisor. Este amplificador puede reducir el voltaje de modo común a un nivel aceptable.
Otra forma de garantizar el aislamiento es insertar la derivación en el conductor puesto a tierra, en lugar del conductor no puesto a tierra. Esto elimina el voltaje de modo común de la derivación y evita que dañe el ADC o el circuito interno del instrumento.
La medición basada en derivación también requiere un ADC preciso para detectar los bajos voltajes de salida producidos por las derivaciones a bajas corrientes. Esto es especialmente cierto en el caso de los medidores basados en derivación utilizados en aplicaciones residenciales que están referenciados a la red eléctrica. Si un medidor basado en derivación no está calibrado correctamente, puede leer un circuito de alta corriente y bajo voltaje como uno de alta corriente y bajo voltaje y generar una facturación inexacta para los clientes de servicios públicos.
Además, un sistema de medición basado en derivación podría manipularse colocando un dispositivo magnético en la derivación para paralizar su funcionamiento. Esta manipulación magnética puede afectar el CT que se usa para detectar la corriente de la línea, lo que da como resultado lecturas falsas del medidor y robo de electricidad.
A un medidor manipulado también se le podría quitar el voltaje RMS y la potencia activa. Esta manipulación sería difícil de detectar porque no se miden el voltaje RMS y la potencia activa. No obstante, la presencia de la derivación y la TC aún da una pista de que se ha producido un evento de manipulación.
El diseño tiene una fuente de alimentación de CA/CC que se puede activar para ingresar a un modo de detección de corriente cuando falta el voltaje RMS o la potencia activa. Luego, el medidor se puede activar para salir de este modo de detección de corriente cuando la alimentación de CA se restablece a la normalidad.
Fabricantes de derivaciones de manganina de China
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