Les résistances shunt sont des composants de détection importants pour l'échantillonnage de courant dans les compteurs électriques. Ils utilisent les caractéristiques de faible résistance de l'alliage de manganèse-cuivre pour obtenir une mesure précise du courant en mesurant la chute de tension aux bornes de la résistance lorsque le courant la traverse (loi d'Ohm V=I×R). Il s'agit également d'une solution d'échantillonnage peu coûteuse-et hautement adaptable pour les compteurs d'électricité.
Actuellement, l'industrie classe principalement les résistances shunt des compteurs électriques en fonction du procédé de soudage, de la méthode d'installation, des spécifications structurelles et du niveau de précision. Différents types présentent des différences significatives en termes de processus, de performances et de scénarios applicables, et tous doivent être conformes aux normes nationales/industrielles telles que JB/T 11722-2013 et DL/T 2345-2021.
Classé par procédé de soudage : shunt brasé ou shunt soudé par faisceau d'électrons
Il s'agit d'une classification des shunts de compteurs électriques basée sur leur processus de fabrication, qui détermine la fiabilité, la précision et l'adaptabilité à la température du produit. Le soudage par faisceau d'électrons est une nouvelle technologie qui remplace actuellement les méthodes de brasage traditionnelles.
Shunt brasé
1. Caractéristiques du processus
Relié par brasage de la feuille de résistance au manganine à la borne en cuivre à l'aide de matériaux de brasage traditionnels, le processus est simple et présente de faibles coûts de fabrication.
2. Caractéristiques principales
Il existe un problème de génération de chaleur dans la couche de brasage. Les bornes en manganine et en cuivre ont tendance à se séparer en raison de la dilatation et de la contraction thermiques, ce qui entraîne un coefficient de température relativement élevé, une stabilité de résistance moyenne et une faible capacité anti-foudre.
3. Scénarios d'application
Compteurs d'électricité généraux et compteurs d'électricité économiques avec de faibles exigences en matière de précision de mesure.
Shunt soudé par faisceau d'électrons
1. Caractéristiques du processus
Aucun matériau de brasage n'est utilisé. Les bornes en manganine et en cuivre sont fusionnées en une seule pièce via un faisceau d'électrons à haute -température. Il a des exigences extrêmement élevées en matière de pureté des matériaux en manganine et en cuivre, avec une précision de processus stricte.
2. Caractéristiques principales
Il présente un faible coefficient de température, pratiquement aucune dérive de résistance et aucune génération de chaleur supplémentaire provenant des matériaux de brasage. Les terminaux en manganin et en cuivre ne se séparent jamais. Il peut facilement s'adapter aux compteurs électriques de classe 0,5, réussir le test de foudre de 3 000 A/10 ms et possède une résistance à l'oxydation et une capacité de surcharge plus fortes.
3. Scénarios d'application
Compteurs d'électricité CC de moyenne et haute-puissance (piles de recharge, photovoltaïque), compteurs d'électricité de qualité industrielle-et compteurs d'électricité extérieurs dans des environnements-à températures élevées. C'est également le choix courant pour les shunts intégrés de compteurs d'électricité CC actuellement.
Classés par méthode d'installation :-shunt intégré ou shunt externe séparé
Cette classification cible prioritairement les compteurs d’énergie DC (notamment pour les bornes de recharge de véhicules électriques). La principale différence réside dans le fait que la résistance shunt soit intégrée au corps du compteur d'énergie, ce qui affecte directement l'installation du compteur, la consommation d'énergie, la capacité anti-parasitage et l'erreur de mesure globale. C’est également un élément clé lors de la sélection des compteurs d’énergie pour les bornes de recharge.
Shunt de type fractionné externe-
1. Caractéristiques structurelles
Le shunt est indépendant du corps du compteur électrique et doit être connecté au compteur via des fils de prélèvement. Un espace d'installation et des itinéraires de câblage séparés doivent être prévus.
2. Caractéristiques principales
Pour réduire les interférences d'échantillonnage sur de longues-distances, la transmission de signaux à haute-tension (75 mV/50 mV) est principalement adoptée, ce qui entraîne une consommation d'énergie et une génération de chaleur nettement plus élevées (la consommation d'énergie atteint 22,5 VA dans des conditions de fonctionnement de 300 A). Les erreurs de mesure sont superposées par le compteur, le shunt et le processus de câblage, conduisant à une incertitude d'erreur totale élevée (pour un compteur conventionnel de classe 1,0 + shunt de classe 0,5, l'erreur totale peut atteindre ±1,5 %). Il a une faible capacité anti-interférence électromagnétique.
3. Scénarios d'application
Les premiers compteurs électriques à pile de recharge CC, les piles de recharge CC à double-pistolet et les scénarios de mesure du stockage d'énergie avec de faibles besoins en espace d'installation.
Shunt-intégré intégré
1. Caractéristiques structurelles
Le shunt est directement intégré à l’intérieur du corps du compteur électrique, sans qu’aucun fil d’échantillonnage externe ne soit nécessaire. Seules des lignes de tension externes et des lignes de communication sont nécessaires, ce qui rend le câblage extrêmement simple.
2. Caractéristiques principales
Il adopte une transmission de signal basse-tension (6 mV). Le shunt a une valeur de résistance plus petite et sa consommation électrique n'est que de 1/12 de celle du type divisé - (seulement 1,8 VA dans des conditions de fonctionnement de 300 A), avec une faible génération de chaleur et une augmentation de température contrôlable. Le lien d'échantillonnage est court et fermé, sans superposition d'erreurs supplémentaire, et la précision des mesures peut atteindre la classe 0,5 (erreur ±0,5 %). Il possède une forte capacité anti--interférences et peut également réaliser un scellement au plomb intégré pour empêcher toute falsification.
3. Scénarios d'application
De nouveaux compteurs d'électricité à pile de chargement CC à pistolet unique-, des compteurs d'électricité photovoltaïques de haute-précision et des compteurs d'électricité compacts sur-véhicules/petits systèmes de stockage d'énergie. C'est la direction de l'évolution technologique des compteurs d'électricité à courant continu.
3. Scénarios applicables : le nouveau compteur d'énergie à pile de charge CC à pistolet unique, le compteur d'énergie de mesure photovoltaïque de haute -précision et le compteur d'énergie de stockage d'énergie compact à bord/à petite échelle- représentent la direction de l'avancement technologique pour les compteurs d'énergie CC.
Classés par spécifications structurelles : Shunts de courant standard série FL
Il s'agit d'un modèle structurel courant de shunt de compteur de puissance CC. Les composants de base sont divisés en type de base FL-2 et type haute puissance FL-29/FL-39, tous deux dotés d'une structure à quatre bornes (bornes de courant externes et bornes de potentiel internes), adaptées à différentes plages de courant et tensions de sortie.
1.Type FL-2 :Modèle grand public de base, classe de précision 0,5/1,0, plage de courant 1 A ~ 15 000 A, options de tension de sortie nominale : 20 mV, 30 mV, 50 mV, 75 mV, 100 mV (75 mV est standard), élévation de température inférieure ou égale à 80 degrés en dessous de 50 A et inférieure ou égale à 120 degrés au-dessus de 50 A. Convient à la plupart des compteurs d'énergie AC et des compteurs d'énergie DC de petite à moyenne puissance ;
2.Type FL-29/FL-39 :Une version améliorée-haute puissance du FL-2, conçue pour les applications à courant ultra-élevé supérieur à 2 000 A. Il est doté d'une base isolée résistante aux températures élevées et d'une capacité de surcharge plus élevée, adaptée aux applications industrielles de mesure CC de très haute puissance ;
3. Caractéristiques générales :Tous les modèles utilisent des feuilles de résistance en alliage de manganèse-cuivre + des connecteurs en cuivre, prennent en charge des dimensions personnalisées, et certains fabricants peuvent fournir des spécifications spéciales pour l'exportation, s'adaptant aux différentes normes nationales de compteurs d'énergie.
Classé par niveau de précision : shunts de classe 0,2 / classe 0,5 / 1 classe
Cette classification est basée sur la norme DL/T 2345-2021 pour les shunts externes des compteurs d'énergie DC. La classe de précision correspond directement à la précision de mesure du compteur d'énergie et constitue également un indicateur essentiel pour l'inspection en usine du shunt.
Limites d'erreur de base des résistances shunt
| Courant de charge (I) | Conditions de mesure | Classe 0.2 | Classe 0,5 | Classe 1 |
|---|---|---|---|---|
| 0,01 Iₙ Inférieur ou égal à I Inférieur ou égal à 0,05 Iₙ | Après stabilisation thermique de la résistance shunt | ±0.4% | ±1% | ±2% |
| 0,05 Iₙ Inférieur ou égal à I Inférieur ou égal à 1,2 Iₙ | Après stabilisation thermique de la résistance shunt | ±0.2% | ±0.5% | ±1% |
1.Shunt de classe 0,2
La classe de précision la plus élevée avec une erreur de base minimale dans les conditions de référence. L’impact des variations de température et d’humidité sur les erreurs est strictement contrôlé.Applications : étalonnage en laboratoire, compteurs électriques-de comptage industriels de haute précision et compteurs électriques de dédouanement.
2.Shunt de classe 0,5
La classe de précision la plus répandue dans l'industrie.Applications: Compteurs d'électricité AC civils/industriels, compteurs d'électricité à pile de charge DC et compteurs d'électricité à comptage photovoltaïque. C'est également la précision standard pour les shunts de la série FL.
3.Shunt de classe 1
Une classe de précision-rentable.Applications : Comptage de courant élevé-au-dessus de 5 000 A, compteurs d'électricité du réseau électrique avec des exigences de faible précision et compteurs d'électricité à comptage temporaire.
Tableau comparatif des types de noyaux pour les shunts de compteurs d'électricité
Pour illustrer plus clairement les différences entre les différents types, ce qui suit compare quatre résistances shunt à noyau -brasées/soudées par faisceau d'électrons (processus) et internes/externes (installation)-qui sont les plus couramment utilisées dans l'industrie, en fonction de leurs indicateurs de performance clés.
| Dimension de comparaison | Shunt de fil de manganine | Shunt soudé à faisceau d'électrons- | Type discret externe | Type intégré interne |
|---|---|---|---|---|
| Coefficient de température | >50 ppm | < 30 ppm | - | - |
| Dissipation de puissance de 300 A (exemple) | - | - | 22,5 VA | 1,8 VA |
| Erreur de précision de mesure | ±1% ~ ±2% | ±0.5% ~ ±1% | ±1,5% (cumulatif) | ±0,5 % (non-cumulatif) |
| Capacité anti-interférence | Moyenne | Fort | Faible (longues lignes d'échantillonnage) | Fort (boucle de signal scellée) |
| Coût de fabrication | Faible | Moyen à élevé | Faible (solution au niveau du système-) | Moyen (solution intégrée) |
| Scénarios d'application typiques | Compteurs d'énergie résidentiels généraux | Compteurs d'énergie industriels/CC/large-température | Compteurs d'énergie à double-pistolet CC à charge rapide- | Compteurs de charge-rapide CC/énergie photovoltaïque |