У схемах вимірювання струму як при безпосередньому включенні приладів, так і при включенні їх через вимірювальні трансформатори струму застосовують тільки амперметри.
Схеми включення амперметрів через трансформатори струму показані на рис. 1.
Трансформатор струму забезпечує похибка вимірювання, відповідну його класу точності тільки при вимірюванні струму в певному діапазоні, причому опір навантаження у вторинній обмотці не повинно перевищувати заданого значення. Так, клас точності трансформаторів струму типу ТС-0,5 при опорі навантаження 1,6 Ом буде 1,0. При збільшенні опору навантаження до 3 Ом клас точності знижується до 3,0, а при включенні у вторинну обмотку навантаження опором 5 Ом стає рівним 10,0.
Опору при складанні реальної схеми можуть бути оцінені приблизно в такий спосіб.
Опір з'єднувальних проводів Rc = # 961; l / S.
де # 961; - питомий опір матеріалу проводу (для проводів з міді # 961; = 0,0175 мкОм х м, для проводів з алюмінію # 961; = 0,028 мкОм х м); l - довжина сполучних проводів, м; S - площа перетину проводів, мм 2.
Сумарний опір контактних з'єднань Rк може бути прийнято рівним 0,05 - 0,1 Ом.
Опір приладу Z може бути знайдено в довіднику, зазначено в паспорті приладу або на його шкалі.
Мал. 1. Схеми включення амперметрів через трансформатор струму: а - проста, б - з проміжним трансформатором, в - для вимірювань струмів, що перевищують номінальний струм трансформатора, г - з проміжним трансформатором, по з декількома амперметрами, д - з вимикачем амперметра, з - в трифазного ланцюга трьома амперметрами, ж - то ж з одним амперметром з перемикачем.
Найбільш проста і поширена схема вимірювання струму з трансформатором в ланцюзі приведена на рис. 1, а.
Струм, який вимірюється за допомогою цієї схеми I = (I т n1 х I п х n) / (I т n 2 х N) = ktn х n х D п,
де I т n1 і I т n 2 - номінальні первинний і вторинний струми трансформатора струму; ktn = It1 / It2 - коефіцієнт трансформації; D п = Iп / N - постійна приладу; D = Dп х k х т n - постійна вимірювальної схеми, n - показання приладу в поділках шкали, N - число поділок, нанесених на шкалі приладу, I п - струм повного відхилення стрілки.
Клас точності трансформатора вибирають але класу точності вимірювального приладу відповідно до табл. 1.
Приклад. Нехай амперметр РА має шкалу з N = 150 поділами і межа вимірювань I п = 2,5А. У вимірювальній схемі на рис. 1, а він включений через трансформатор струму з номінальними первинним і вторинним струмами I т n1 = 600 А і I т n 2 - 5 А відповідно. При вимірюванні струму стрілка вимірювального приладу зупинилася проти поділу n = 104.
Знайдемо виміряний струм. Для цього спочатку визначимо постійну приладу: D п = Iп / N = 2,5 / 100 = 0,025 А / справ.
Тоді постійна схеми з вимірювальним трансформатором і приладом D = (I т n1 / I т n 2) D п = (600 х 0,25) / 5 = 3 А / справ.
Виміряний струм знаходимо як результат множення постійної схеми на число поділок, які відображаються стрілкою приладу: I = nD = 104 х 3 = 312 А.
При дистанційному вимірюванні струму, коли довжина сполучних проводів між трансформатором струму і амперметром перевищує 10 м, або для одночасного повторення показань в різних місцях у вторинну обмотку трансформатора струму потрібно включити навантаження, опір якої перевищує допустиме значення. У цьому випадку використовують схеми, наведені на рис. 1, б, в, в яких застосований проміжний трансформатор струму з первинним струмом 5 А і вторинним струмом 1 або 0,3 А.
У першому випадку опір навантаження вторинної обмотки проміжного трансформатора може бути збільшено до 30 Ом, а в другому - до 55 Ом. Для визначення струму за допомогою цієї схеми необхідно значення струму помножити на коефіцієнт трансформації проміжного трансформатора струму.
Якщо при проведенні випробувань в установках до 1000 В виникає необхідність перемикань у вторинному ланцюзі трансформатора струму, то слід застосовувати схему, зображену на рис. 17, д, в якій використовується будь-який перемикач з двома полюсами. Після замикання вторинної обмотки трансформатора можна виробляти необхідні перемикання в точках 3 і 4 схеми. Вторинна обмотка при всіх переходах замкнута через контакт вимикача, підключений до точок 1 і 2. Перемикання в головній ланцюга трансформаторів струму виробляють тільки при знятій напрузі.
Для вимірювання струму, що перевищує номінальний струм одного трансформатора струму, можна застосовувати схему, наведену на рис. 1, ст. Трансформатори струму T1 N і T 2N включені так, що за первинними обмоткам протікає тільки половина струму I. Вторинні обмотки цих трансформаторів включені в первинну обмотку проміжного трансформатора T 3 N, що вимірює суму вторинних струмів трансформаторів T 1 N і T2N, а амперметр - у вторинну обмотку проміжного трансформатора.
Первинна обмотка проміжного трансформатора повинна бути розрахована на суму вторинних струмів трансформаторів T 1 N і T2N. Тоді справедливе співвідношення I = (kt1n + kt2n) х kt3n х D п х n = Dn, де всі позначення відповідають наведеним раніше.
Іноді при випробуваннях виникає необхідність вимірювати струм в трифазних трьох і чотирьох провідних мережах. У трьохпровідних трифазних ланцюгах без нульового проводу для вимірювання струму кожної фази використовують вимірювальні схеми з двома трансформаторами струму (рис. 1, е).
У цьому випадку через амперметр РА1 протікає струм Iв фази В, через амперметр РА2 - струм Iс фази С, а через амперметр РАЗ - струм Ia = Iв + Іс фази А. Струм, вимірюваний кожним з приладів, знаходять за виразом I = (I т n1 х I п х n) / (I т n 2 х N) = ktn х n х D п = Dn.
При випробуваннях трифазних електричних машин для вимірювання струму в фазах частіше використовується модифікація цієї схеми, що відрізняється наявністю перемикача S1 (рис. 1, ж). Перемикач дозволяє застосовувати тільки один амперметр і зменшити похибка вимірювання струму в фазах за рахунок виключення різниці в показаннях приладів в межах їх класу точності. Контакти цього перемикача повинні забезпечувати безобривное перемикання вторинних ланцюгів трансформаторів струму.