최신 전기 계량 시스템에서 전류 샘플링의 핵심 감지 요소인 매칭 릴레이 망가닌 션트는 큰 전류 신호를 측정 가능한 전압 신호로 변환하는 데 중요한 역할을 합니다. 션트 터미널은 옴의 법칙(V=I×R)에 따라 낮은-저항 저항을 통해 전류가 흐를 때 발생하는 전압 강하를 측정하여 정확한 전류 측정을 달성합니다. 망간-구리 합금은 매우 낮은 온도 계수, 뛰어난-장기 안정성 및 우수한 전도성으로 인해 망간을 사용한 고정밀 고정 구리판 제조에 선호되는 재료가 되었습니다.- 새로운 에너지원, 스마트 그리드 및 산업 자동화의 개발로 전기 계량기의 구리 망간에 대한 성능 요구 사항이 지속적으로 증가하고 있으며, 이로 인해 기술은 더 높은 정밀도, 더 낮은 전력 소비 및 더 큰 통합을 향해 지속적으로 발전하고 있습니다.
핵심 소재 및 공정 혁신: 전자빔 용접 기술의 혁신
자기 래칭 릴레이용 기존 션트 단자는 주석 납땜이나 은 납땜을 사용하여 망가닌 저항 요소를 구리 커넥터에 연결하는 경우가 많습니다. 그러나 납땜이 있으면 추가 저항, 열 드리프트 및 노화 위험이 쉽게 발생하여 장기적인-측정 안정성에 영향을 미칩니다. 최근 몇 년 동안 전자빔 용접(EBW) 기술은 점차 전기 계량기용 고급 망가닌 션트의 주류 공정이 되었습니다.- 이 프로세스는 고에너지 전자빔을 활용하여 땜납을 추가하지 않고 진공 환경에서 망가닌과 구리 재료를 직접 융합하여 야금학적-등급 원자-수준 결합을 달성합니다.
전자빔 용접 션트 어셈블리는 상당한 이점을 제공합니다. 첫째, 무납땜 설계는 납땜 접합 산화 및 열 피로로 인한 저항 드리프트를 제거하여 장기간 작동 중에 안정적인 측정 정확도를 보장합니다-. 둘째, 접합부의 열 저항이 매우 낮고 온도 상승이 적기 때문에 자체 발열로 인한 측정 오류를 효과적으로 억제합니다.- 셋째, 기계적 강도가 높아 최대 3000A/10ms의 낙뢰를 견딜 수 있으며 산화 및 과부하 저항성은 기존 용접 방법을 훨씬 능가합니다. 또한 이 공정은 고급 제조 능력을 반영하여 극도로 높은 재료 순도와 처리 정밀도를 요구하며 중- 및 고전력 DC 미터(예: 충전 파일 및 태양광 발전 시스템)에서 0.5-레벨 이상의 정확도 맞춤형 구리 망가닌 션트 저항기의 표준 구성이 되었습니다.
설치 방식의 진화: 분할-형에서 통합형-형으로
전기 계량기 션트는 설치 방법에 따라 크게 외부 분할형-형과 내부 통합형-형의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이 두 가지 유형은 구조 설계, 성능 및 적용 시나리오에서 근본적으로 다릅니다.
전류 측정을 위한 외부 분할-형 망가닌 션트 저항기는 계측기 본체와 독립적이며 샘플링 라인을 통해 연결해야 합니다. 유연한 설치를 제공하지만 상당한 단점이 있습니다. 장거리 신호 전송은 전자기 간섭에 취약하고 회선 임피던스로 인해 추가 오류가 발생합니다. 75mV 또는 50mV 고{5}}전압 신호 출력을 사용하면 저항이 높아져 전력 소비가 높아지고(예: 300A 조건에서 최대 22.5VA) 열이 많이 발생하며 시스템 온도 상승 및 안전성에 영향을 미칩니다. 계량 오류는 계량기, 망간 구리 스탬핑 및 배선 기술의 조합으로 인해 총 오류를 제어하기 어렵고 일반적으로 정확도 등급 1.0 이하에만 적합합니다.
이와 대조적으로, 단상 래칭 계전기용 내부 통합 망가닌 션트는 미터기 내부의 망간 구리 저항기를 직접 캡슐화하여 통합 구조를 형성합니다. 핵심 장점은 다음과 같습니다. 6mV 저-전압 신호 전송을 사용하여 저항이 더 낮고(예: 20μΩ) 전력 소비가 분할-형 시스템의 1/12에 불과하므로(300A에서 약 1.8VA) 열 발생과 에너지 소비가 크게 줄어듭니다. 샘플링 링크는 짧고 밀폐되어 있어 외부 간섭과 배선 오류를 방지하고 ±0.5% 이내의 오류 안정으로 0.5등급의 측정 정확도를 달성합니다. 변조를 방지하고 계량 공평성을 향상시키기 위해 통합 리드 씰을 지원합니다. 배선이 단순화되어 전압 및 통신 회선만 필요하며 설치 효율성이 50% 이상 증가하므로 단일-건 DC 충전 파일 및 차량 탑재 에너지 저장 시스템과 같은 공간이 제한된 시나리오에 특히 적합합니다.-
구조적 사양 및 정확도 수준 시스템
구조적으로 전기 계량기 션트는 FL-2 기본 유형과 FL{11}}29/FL-39 고전력 유형을 포함한 일반 모델의 표준화된 설계를 따릅니다. FL-2 모델은 1A~15000A의 전류 범위에 적합하고 출력 전압은 20mV~100mV(표준은 75mV)에서 선택 가능하며 AC 및 중소전력 DC 에너지 미터에 널리 사용됩니다. FL-29/FL-39 모델은 2000A 이상의 초고전류 시나리오를 위해 설계되었으며, 고온 내성 절연 베이스를 사용하여 과부하 용량을 향상시키고 산업 등급의 고전압 DC 계측에 적합합니다.
정확도 등급은 DL/T 2345-2021 등의 표준에 따라 0.2, 0.5, 1.0 등급으로 분류됩니다. 클래스 0.2는 가장 높은 정확도를 나타내며 실험실 교정 및 주요 측정에 적합합니다. 클래스 0.5는 충전 파일 및 광전지 시스템에 널리 사용되는 현재 주류 고정밀 표준입니다. 클래스 1.0은 일반 산업 및 상업용 계량에 적합합니다. 정확도는 망간동 소재의 성능뿐만 아니라 용접 공정, 구조 설계, 온도 보상 메커니즘과도 밀접한 관련이 있습니다.
개발 동향: 통합, 저전력 소비 및 하이브리드 샘플링
현재 Relay Resistor Shunt 기술은 세 가지 주요 동향을 보이고 있습니다. 첫째, 제조 공정 측면에서 신뢰성과 환경 적응성을 향상시키기 위해 전자빔 용접이 널리 채택되고 있습니다. 둘째, 구조 측면에서 기술은 개별 구성 요소에서 통합 시스템으로 진화하고 있으며 내장된 망간 구리 션트가 DC 에너지 계측기의 기술 반복 방향이 되고 있습니다.- 셋째, 시스템 수준에서는 1,500V 고전압, 수천 암페어 에너지 저장 및 광전지 결합기 시나리오에 적합한 큰 전류 측정 범위와 높은 정확도 요구 사항의 균형을 맞추면서 션트와 변류기를 결합하는 하이브리드 샘플링 방식을 연구하고 있습니다.
동시에 고순도 망간 구리 합금 및 복합 금속 필름과 같은 신소재를 적용하면 온도 계수와 장기 드리프트가 더욱 감소하고-넓은 온도 범위(-40도 ~ +70도)에서 안정성이 향상됩니다. PCB 추적 보상, 실시간-잡음 모니터링 및 소프트웨어 알고리즘 수정이 결합된 최신 구리 망간 션트 시스템은 하드웨어 및 소프트웨어 공동 최적화를 달성하여 복잡한 전자기 환경에서 측정 정확도를 보장합니다.
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