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No indústria de medidores de energia , muitos medidores usam derivações como sensores de corrente. Isso ocorre principalmente porque eles custam menos do que outros tipos de sensores de corrente e fornecem imunidade magnética que os torna uma boa escolha para medidores monofásicos. No entanto, esta abordagem baseada em shunt também apresenta alguns desafios, incluindo a necessidade de isolar cada shunt do núcleo do medidor e problemas de aquecimento causados por shunts.
A medição baseada em shunt requer dois recursos importantes: isolamento completo entre o shunt e o núcleo de um medidor e saídas ADC coerentes para detectar as mesmas correntes de fase em todas as fases. Felizmente, esses requisitos são atendidos em uma nova família de conversores analógico-digitais (ADCs) da Analog Devices.
Os novos dispositivos ADS131M04 são ADCs delta-sigma multicanal, de amostragem simultânea, de 24 bits e de 2ª ordem que possuem recursos de calibração interna e ampla faixa dinâmica. Esses ADCs são ideais para aplicações de medição de energia que precisam de alta precisão e baixo consumo de energia.
A isolação entre o shunt e o medidor é obtida por meio de um simples divisor de tensão resistiva (R32-R48). O divisor é organizado em uma configuração de tira paralela com um shunt de um lado, os ADCs do outro lado e o terra entre eles. Os ADCs devem ser isolados do circuito para evitar uma tensão de modo comum que pode danificar o conversor analógico-digital (ADC) do medidor.
Para resolver esse problema, um amplificador de isolamento é adicionado entre os ADCs e o divisor. Este amplificador pode reduzir a tensão de modo comum a um nível aceitável.
Outra forma de garantir o isolamento é inserir o shunt no condutor aterrado, ao invés do condutor não aterrado. Isso elimina a tensão de modo comum do shunt e evita que ele danifique o ADC ou os circuitos internos do instrumento.
A medição baseada em shunt também requer um ADC preciso para detectar as baixas tensões de saída produzidas por shunts em baixas correntes. Isso é especialmente verdadeiro para medidores baseados em derivação usados em aplicações residenciais que são referenciados à rede elétrica. Se um medidor baseado em derivação não estiver calibrado corretamente, ele pode ler um circuito de alta corrente e baixa tensão como um circuito de alta corrente e baixa tensão e resultar em cobrança imprecisa para os clientes de serviços públicos.
Além disso, um sistema de medição baseado em shunt pode ser adulterado colocando um dispositivo magnético no shunt para paralisar sua operação. Essa adulteração magnética pode afetar o TC usado para detectar a corrente da linha, resultando em leituras falsas do medidor e roubo de eletricidade.
Um medidor adulterado também pode ter sua tensão RMS e potência ativa removidas. Essa adulteração seria difícil de detectar porque a tensão RMS e a potência ativa não são medidas. No entanto, a presença do shunt e do TC ainda dá uma pista de que ocorreu um evento de adulteração.
O projeto possui uma fonte de alimentação AC/DC que pode ser acionada para entrar em um modo de detecção de corrente quando a tensão RMS ou a potência ativa estiverem ausentes. O medidor pode então ser acionado para sair deste modo de detecção de corrente quando a energia CA for restaurada ao normal.
Fabricantes de Shunts de Manganina da China
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