In moderne elektriciteitsmeetsystemen worden met mangaan-gecoate vergrendelingsrelais veel gebruikt als kernstroomdetectie-elementen in enkel- fase-energiemeters, slimme meters en stroombemonsteringscircuits vanwege hun extreem lage weerstandstemperatuurcoëfficiënt, uitstekende lange- stabiliteit en goede bewerkbaarheid. Met de toenemende complexiteit van de elektriciteitsnetomgeving is interferentie van magnetische velden op de netfrequentie echter een belangrijke factor geworden die de meetnauwkeurigheid van energiemeters beïnvloedt. Traditionele shuntterminals zijn gevoelig voor geïnduceerde stromen onder wisselende magnetische velden, wat leidt tot meetfouten en, in ernstige gevallen, zelfs verkeerde facturering. Daarom is de ontwikkeling van statische koperplaten met mangaan die bestand zijn tegen magnetische interferentie op de netfrequentie een belangrijke technologische richting geworden op het gebied van elektriciteitsmeting.
Koper-mangaanlegering (Cu-Mn-Ni), als het belangrijkste materiaal van koper-mangaan, heeft voordelen zoals stabiele soortelijke weerstand, laag thermo-elektrisch potentieel en sterke corrosieweerstand, waardoor het bijzonder geschikt is voor hoge-precieze stroombemonsteringsscenario's. In praktische toepassingen verhinderen de niet-magnetische eigenschappen echter dat het magnetische afscherming bereikt in magnetische velden met externe netfrequenties, zoals stroomtransformatoren. In plaats daarvan introduceert de geïnduceerde elektromotorische kracht die in het geleidercircuit wordt gegenereerd meetfouten. Om dit tekort te ondervangen is systematische optimalisatie nodig vanuit meerdere dimensies, waaronder structureel ontwerp, materiaalindeling en signaalverwerking.
Er wordt een zeer efficiënte methode gepresenteerd voor het vervaardigen van een shuntaansluiting voor een magnetisch vergrendelend relais, gebaseerd op een drie-in- één ontwerpconcept van "opheffing van magnetische velden + fysieke afscherming + circuitonderdrukking". De kernstructuur omvat een koperen mangaanplaat, een geleidende plaat, signaaldraden, een afscherming voor wisselende magnetische velden en een anti-interferentiecircuitmodule.
Ten eerste wordt, in termen van structureel ontwerp, het principe van "dubbele-lus omgekeerde inductie" aangenomen. Er wordt een doorgaand-gat gemaakt in het midden van de mangaankoperplaat, en twee signaaldraden worden respectievelijk aangesloten op de boven- en onderkant van de plaat. Eén signaalkabel gaat door het doorvoer-gat en is met de andere strak gedraaid boven de mangaankoperplaat. Deze opstelling creëert twee inductielussen in tegengestelde- richting op de mangaankoperplaat onder invloed van een extern magnetisch wisselveld. De geïnduceerde elektromotorische krachten heffen elkaar op, waardoor de netto interferentiesignalen aanzienlijk worden verminderd. Het gedraaide deel van de Shunt Assembly is vastgezet met krimpkousen om de structurele stabiliteit te garanderen, het inductiegebied van het magnetische veld te verkleinen en de anti-interferentieconsistentie te verbeteren.
Ten tweede maakt de geleidende plaat, wat betreft de materiaalkeuze voor de aanpasbare koperen manganine-shuntweerstand, gebruik van een zeer geleidende en zeer sterke berylliumkoperlegering (BeCu), die niet alleen de stroomtransmissie-efficiëntie garandeert, maar ook een goede elasticiteit en weerstand tegen vermoeidheid heeft, waardoor deze geschikt is voor frequente schakelomstandigheden. De mangaankoperplaat en de geleidende plaat zijn metallurgisch verbonden door vacuüm-elektronenbundellassen (EBW). De las heeft een hoge sterkte en een kleine, door hitte beïnvloede zone, waardoor de thermische spanning en oxidatieproblemen die door traditioneel lassen worden veroorzaakt worden vermeden, waardoor operationele stabiliteit op de lange termijn wordt gegarandeerd.
Ten derde is, in termen van fysieke bescherming voor de elektriciteitsmetershunt, de gehele mangaankoperplaat en geleidende plaatconstructie ingekapseld in een wisselend magnetisch veldscherm. De afschermende afdekking, gemaakt van materiaal met een hoge-permeabiliteit, geleidt en leidt externe magnetische velden op de netfrequentie effectief af, waardoor de penetratie ervan in gevoelige bemonsteringsgebieden wordt verminderd en de eerste verdedigingslinie wordt gevormd.
Ten slotte wordt in de signaalverwerkingsfase een anti-magnetisch interferentiecircuit geïntegreerd voordat de signaallijnen op de printplaat worden aangesloten. Dit circuit bestaat uit een laag-doorlaatfilter, een differentiële versterker en een isolatieversterker die in serie zijn geschakeld. Het laag-doorlaatfilter gebruikt een dubbele RC-parallelle structuur om hoogfrequente ruis- effectief weg te filteren; de differentiële versterker bestaat uit meerdere operationele versterkertrappen, waardoor de common-mode-onderdrukkingsverhouding wordt verbeterd en common-mode-interferentiesignalen worden onderdrukt; de isolatieversterker zorgt voor elektrische isolatie tussen ingang en uitgang, waardoor aardlusinterferentie wordt geblokkeerd en de immuniteit van het systeem verder wordt verbeterd. Tegelijkertijd wordt een RC-filtercircuit geconfigureerd bij de stroomingang van de operationele versterker om de voedingsrimpel en hoogfrequente koppelingsinterferentie te onderdrukken, waardoor de zuiverheid van de signaalverbinding wordt gegarandeerd.
Het productieproces van deze anti-magnetische interferentie Manganin Shunt voor elektriciteitsmeter omvat: materiaalvoorbereiding → lasersnijden van geleidende platen van manganine en berylliumkoper → precisiestansen → verwerking door- gaten → assemblage met elektronenbundellassen → draadsnijden en draaien van signaallijnen → warmtekrimpfixatie → inkapselen van afschermkappen → integratie en testen van printplaten. Het hele proces legt de nadruk op precisiecontrole en procesconsistentie, met bijzondere aandacht voor de laskwaliteit en signaalcircuitsymmetrie om betrouwbare anti-interferentieprestaties te garanderen.
Vergeleken met traditionele oplossingen verbetert deze Manganin Shunt-structuur van elektrische meters niet alleen de meetstabiliteit van elektriciteitsmeters onder een magnetisch veld met een stroomfrequentie van 0,5 mT, maar beschikt ze ook over uitstekende aanpasbaarheid aan geautomatiseerde productie, waardoor deze geschikt is voor toepassingen zoals het State Grid en Southern Power Grid, die strenge eisen stellen aan de anti-interferentieprestaties van elektriciteitsmeters. Bovendien kan het ontwerpconcept worden uitgebreid naar hoog-betrouwbare energiesystemen, zoals nieuwe energie, slimme distributie en oplaadapparatuur voor elektrische voertuigen.
Met de vooruitgang op het gebied van de constructie van slimme elektriciteitsnetten worden er hogere normen gesteld aan de anti-interferentiemogelijkheden van elektriciteitsmeetapparatuur. De anti-magnetische interferentie mangaankoper-shunts hebben, door structurele innovatie en systeemintegratie, een technologische sprong gemaakt van passieve verdediging naar actieve annulering, wat de huidige ontwikkelingsrichting van de huidige bemonsteringselementen vertegenwoordigt. In de toekomst zullen de prestaties, gecombineerd met robuuste ontwerptheorie en simulatie-optimalisatie, verder worden verbeterd en zal de toepassing ervan op grotere schaal worden toegepast in complexe elektromagnetische omgevingen.
Wij richten ons op het onderzoek, de ontwikkeling en de productie vanShunts voor energiemeters, waardoor oplossingen op maat worden geboden met anti-interferentie en hoge stabiliteit. Neem contact met ons op voor professionele technische ondersteuning en productselectiediensten.
Neem contact met ons op
