Virtamuuntajat sähkömittareille: valinta, mitoitus ja kytkentä

Heti kun kuormitusvirta ylittää sen, mitä mittari voi mitata suoraan. EMU Professional II mittaa suoraan enintään 100 A vaihetta kohden. Sen yli virtamuuntajat mittaavat virran ja muuntavat sen mittarin käsittelemäksi 5 A:ksi tai 1 A:ksi.

Ensiöjohdin muodostaa ensiökäämityksen, yleensä yhdellä kierroksella ikkunan läpi. Virta synnyttää sädämeen magneettikentän, joka indusoi toisiokäämitykseen suhteessa pienemmän virran. Kierroslukujen suhde määrää muuntosuhteen.

250 A:n ensiövirralla muuntaja antaa toisiopuolelle 5 A. Suhde on lineaarinen: 125 A ensiöpuolella antaa 2,5 A toisiopuolella. Tämä suhde on asetettava mittariin, muuten näytetyt arvot ovat vääriä.

Umpisädämiäinen muuntaja on suljettu rengas. Se pujotetaan kaapelin tai virtakiskon yli laitteistoa rakennettaessa, joten johdin on irrotettava kerran. Avattava muuntaja avautuu ja voidaan asentaa olemassa olevan johtimen ympärille, joten se voidaan jälkiasentaa purkamatta kytkentöjä.

Umpisädämiäiset EMCT-muuntajat on luokiteltu standardin DIN EN 61869-2 mukaan, TQ-sarjan avattavat muuntajat standardin IEC 60044-1 mukaan. Molemmat standardit määrittelevät tarkkuusluokat ja ehdot, joilla ne pätevät.

EMU suosittelee toiminta-aluetta 5–120 prosenttia nimellisvirrasta. Alle 5 prosentin suhteellinen virhe kasvaa suureksi; yli 120 prosentin sädän poistuu lineaariselta alueeltaan. Ratkaisevaa on todellinen kuormitusvirta, ei sulakekoko.

Mieluummin ei. Sulakekoko kertoo, paljonko enintään saa kulkea, ei sitä, paljonko yleensä kulkee. Laitteistot on usein suojattu reilusti, ja ne toimivat arjessa murto-osalla siitä. Sulakkeen mukaan valittu muuntaja mittaa silloin jatkuvasti epätarkalla alhaisella alueella.

Laskutukseen ja määrien jakamiseen kolmansille osapuolille käytetään yleensä luokkaa 0,5 tai parempaa. Pelkkään seurantaan ja huippukuormien havaitsemiseen riittää luokka 1. Mittauksen kokonaistarkkuutta rajoittaa kahdesta komponentista heikompi, mittari tai muuntaja.

Taakka on kuorma, jota muuntajan on ajettava toisiopuolella: mittari, liittimet ja mittauskaapeli yhteensä VA:na ilmaistuna. Jos todellinen taakka ylittää nimellistaakan, muuntaja ei enää pysy tarkkuusluokassaan.

5 A:n toisiovirralla 2,5 mm² on tavallinen, pitkillä vedoilla enemmän. Johdinresistanssi vaikuttaa suoraan taakkaan. 1 A:n toisiovirralla tämä vaikutus on huomattavasti pienempi, koska häviöt kasvavat virran neliön mukana.

Virtamuuntaja käyttäytyy kuin virtalähde. Jos toisiopiiri avataan ensiövirran kulkiessa, muuntaja ajaa sädämen kyllästykseen ja S1:een ja S2:een syntyy vaarallisen korkeita jännitepiikkejä. Ne voivat tuhota muuntajan ja vaarantaa ihmisiä.

Muuntajan ja mittarin välinen testiliitinrima oikosulkusiltoineen mahdollistaa toisiopiirin sulkemisen ennen mittarin irrottamista. Ilman näitä liittimiä laitteisto on kytkettävä pois päältä jokaisessa mittarinvaihdossa. Rima kannattaa suunnitella jo ensiasennukseen.

Sulje ensin testiliitinriman oikosulkusillat ja tarkista kosketus. Irrota sitten mittarin johtimet, kytke uusi mittari ja aseta muuntosuhde. Avaa lopuksi sillat ja tarkista mittausarvojen uskottavuus tunnettuun kuormaan nähden.

P1 ja P2 merkitsevät ensiöpuolen ja siten johtimen läpivientisuunnan: P1 syötön puolelle, P2 kuluttajan puolelle. S1 ja S2 ovat toisioliittimet mittarille. Jos P1 ja P2 tai S1 ja S2 vaihdetaan keskenään, etumerkki kääntyy ja mittari laskee kulutuksen syötöksi.

Monissa laitteistoissa toisiopiirin toinen puoli maadoitetaan, jotta vikatilanteessa on määritelty potentiaali. Se, mikä yksittäisessä tapauksessa pätee, riippuu asennusmääräyksistä ja verkonhaltijasta. Kysymys kuuluu ennen asennusta, ei sen jälkeen.

Sveitsin EJPD:n sähköenergian ja -tehon mittauslaitteita koskevan asetuksen (EMmV, SR 941.251) 13 artiklan 1 kohdan mukaan induktiivisten ja kapasitiivisten mittamuuntajien vakauksen voimassaolo on rajoittamaton. Muille muuntajatyypeille liittovaltion virasto voi tyyppihyväksynnän yhteydessä määrätä uudelleenvakausvälin tapauskohtaisesti.

Kyllä. Rajoittamaton voimassaolo koskee vain muuntajia, ei mittaria: elektroniset pätijäenergiamittarit on EMmV:n 6 artiklan mukaan vakattava uudelleen kymmenen vuoden välein. Liitteen 4 mukainen tilastollinen otantamenettely, joka on sallittu suoraan mittaaville mittareille, koskee nimenomaan vain mittareita ilman edeltäviä muuntajia.

Kyllä, kunhan käytetyt mittauslaitteet täyttävät mittauslaitelainsäädännön vaatimukset ja muuntosuhde on asetettu ja dokumentoitu oikein. Rajaus verkkoon nähden on edelleen jakeluverkonhaltijan asia.