Standardy se na dráze nešetří. Napětí do 1,5 kV měřte s novými snímači LEM

Napětí patří k základním veličinám, bez kterých se v elektrotechnice zkrátka neobejdeme. Abychom je však mohli spolehlivě prozkoumat nejen na každém kroku, ale třeba též ujetém kilometru, musíme tomu často přizpůsobit i samotnou měřicí techniku, která by nyní měla, zvláště na železnici, vystupovat ze „zajetých kolejí“.

Zdroje napájecí, ale i obnovitelné

Kolejová vozidla nebo např. rozvodny – zde všude se uplatní řada senzorů/transducerů skupiny DVC 1000 navržených společností LEM pro účely galvanicky odděleného měření napětí se jmenovitými úrovněmi 1000 V (DC, AC RMS i pulzně) v trakčních a dalších průmyslových systémech. Nové, univerzálně pojaté snímače z obr. 1, které výrobce představil začátkem července [1], plně vyhovují mezinárodním standardům IRIS a mohou se tak podívat mezi stejnosměrné rozvody, k napěťovým výstupům invertorů nebo na vstupní napětí čtyřkvadrantových měničů, příp. zcela obecně posloužit i při ukládání energie, nabíjení elektrovozidel apod.

Obr. 1 DC, AC nebo i pulzní napětí se jmenovitým rozsahem 1 000 V
spolehlivě změří kompaktní snímače řady DVC 1000 s galvanickým oddělením [2]

Řešení o rozměrech 29 × 51 × 89 mm očekává osazení na panel či DIN lištu – viz také obr. 2 − a z hlediska bezpečnosti je testováno na 4,2 kV. Protože však robustnost sama o sobě nestačí, dostává se ke slovu i přesnost a teplotní stabilita.

Obr. 2 Senzory s pětiletou zárukou od společnosti LEM předpokládají osazení na panelu a volitelně též i DIN liště [2]

K samotnému měření postačí jen zapojit oba vysokonapěťové vstupy HV. O vše ostatní se již postará vnitřní odporová síť společně s dalšími prvky zajišťujícími náležité buzení izolačního zesilovače. Po zpětném obnovení užitečného signálu pak výrobce za galvanickou bariérou zajistí, aby primárnímu napětí naprosto přesně odpovídalo i napětí, resp. proud na výstupu. Mezi měřeným signálem a řídicím systémem jsou tedy jakékoli další součástky zcela zbytečné. Senzory rodiny DVC 1000 pracují při uvážení souměrného vstupního rozsahu ±1 500 V s proudovým výstupem ±30 mA (DVC 1000, [2]), příp. zprostředkují též i napětí ±10 V (DVC 1000-B). Varianta DVC 1000-UI navíc pamatuje na unipolární proudový výstup 4−20 mA, ovšem pouze pro DC rozsah od nuly až do +1 000 V.

Jedno procento jako základ

Veškeré modely snímačů zde pracují s celkovou přesností ±1 % platnou při pokojové teplotě +25 °C. Za předpokladu provozních výkyvů okolí od –40 °C až do +85 °C pak bude ještě nutné přičíst v obou směrech dalších sedm desetin procenta.

Obr. 3 Celková odchylka od skutečnosti vyjádřená u modelu DVC 1000 v závislosti na okolní teplotě [2]

Šířka pásma pro pokles o –3 dB dosahuje 35 kHz, a pokud jde o proudový odběr bez přivedeného primárního napětí, počítejme u nových senzorů s rozpětím od 12 do 22 mA. Výsledek je totiž ovlivňován konkrétní verzí a také zvoleným napájením, které činí buď ±15 V až ±24 V pro modely DVC 1000 a DVC 1000-B, nebo také +15 až +24 V za předpokladu třetí, unipolární varianty. Kromě dlouhého výčtu podporovaných bezpečnostních standardů se mohou snímače o hmotnosti 57 gramů při 90 % jmenovitého napětí pochlubit i rychlou odezvou mezi 12 a 17 μs nebo také pětiletou zárukou, společnou pro všechny senzory LEM.