Die Anwendung
Zur kontinuierlichen Messung von Gleichstrom hat sich der Einsatz von Shunt-Widerständen (Nebenwiderständen) in vielen Anwendungsbereichen als zuverlässige, genaue und langzeitstabile Lösung etabliert. Die kleine, am Shunt-Widerstand abfallende Spannung ist direkt proportional zum fließenden Strom. Sie wird als Maß für den Strom mit einem speziell dafür ausgelegten Meßumformer, dem Shunt-Trennverstärker, erfaßt, und als Standardsignal zur Weiterverarbeitung in Steuerungen oder Anzeigen am Ausgang zur Verfügung gestellt.
DC-Ströme werden in unterschiedlichsten Anwendungen gemessen, z. B. in der Photovoltaik, in der Energieversorgung für Nahverkehrssysteme, bei der Motor- und Generatorsteuerung, im DC-Zwischenkreis von Wechselrichtern, in Schweißeinrichtungen und allgemein in Anlagen mit hohen DC-Strömen.
Die Aufgabe
Die zu messenden Ströme sind mit Systemspannungen (Potentialen) verknüpft, die vom Shunt-Trennverstärker sicher abgetrennt, also galvanisch isoliert werden müssen. Dabei sollen Gleichtakteinflüsse die Spannungsmessung nicht beeinflussen. Auch für geringe Shuntspannungen von 60 mV kann dies durch geeignet konzipierte Shunt-Trennverstärker erreicht werden. Durch hochwertige Shunt-Trennverstärker sind höhere Shuntspannungen nicht erforderlich und wegen der mechanisch größeren Shunt-Widerstände in der Regel auch nicht erwünscht.
Gerade bei hohen Strömen muß auf geringe Verluste im Shunt-Widerstand geachtet werden, um eine übermäßige Erwärmung zu vermeiden. Der Shunt-Widerstand soll in jedem Fall bei Temperaturänderungen einen möglichst konstanten Widerstand haben. Umgebungseinflüsse dürfen keine z.B. korrosiven Veränderungen am Shunt-Widerstand hervorrufen. Hier ist besonderes Augenmerk auf Material und Verarbeitung zu legen.
Die Lösung
Maconic Shunt-Widerstände basieren auf langjähriger Erfahrung bei Auslegung und Produktion solcher Widerstände. Sie werden aus hochwertigen Materialien sorgfältig gefertigt. Die Widerstandsstäbe bestehen aus Manganin, einer speziellen Mangan-Kupfer-Nickel-Legierung, so daß ein äußerst geringer Temperaturkoeffizient erzielt wird. Die Dimensionierung und mechanische Konstruktion ist so gewählt, daß bis zum Nennstrom nur eine moderate Erwärmung erfolgt.
Die Shunt-Widerstände wie auch die zugehörigen Shunt-Trennverstärker erreichen eine sehr gute Langzeitstabilität, so daß die spezifizierte Genauigkeit in üblichen Anwendungszeiträumen von vielen Jahren gewährleistet ist. Stromspitzen führen nicht zu einem Offset oder Drift. Schutzeinrichtungen, die auf der Strommessung basieren, profitieren gerade von der Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität der Messung und erreichen dadurch ein besonders sicheres Verhalten.
Die geringe Shuntspannung von 60 mV sorgt für vergleichsweise kleine Abmessungen des Shunt-Widerstands. Die geringe Shuntspannung geht nicht zu Lasten der Meßgenauigkeit, da die von Knick angebotenen Shunt-Trennverstärker speziell für die Aufgabe optimiert sind. Auch Ströme, die mit hohen Systemspannungen bis hin zum kV-Bereich verknüpft sind, können sicher erfaßt werden. Die 3-Port-isolierten Meßumformer sind mit entsprechend hoher galvanischer Trennung bis maximal 3,6 kV Arbeitsspannung / 15 kV Prüfspannung ausgelegt.
