آشنایی کامل با دستگاه اندازه‌‌گیری ولتاژ در تابلو برق

متخصصین برای اندازه‌گیری پارامترهای بسیار مهمی همچون ضریب قدرت، فرکانس، جریان، ولتاژ و توان از دستگاه اندازه‌‌گیری ولتاژ استفاده می‌کنند. این ابزارها می‌توانند برای سنجش سلامتی سیستم‌های الکتریکی، تابلو‌ برق‌های صنعتی و خانگی مفید باشند و خصوصیات آن‌ها را آنالیز کنند. در ادامه به توضیح ملاک‌های انتخاب وسیله اندازه‌گیری ولتاژ برق و بررسی چندین ابزار اندازه‌گیری جریان و ولتاژ خواهیم پرداخت؛ بنابراین همراه پیوان باشید تا به‌طور کامل با دستگاه اندازه‌گیری ولتاژ در تابلو برق و قیمت ورق گالوانیزه که اصلی‌ترین متریال ساخت تابلو برق است، آشنا شوید.

عوامل تاثیرگذار در انتخاب دستگاه اندازه‌‌گیری

زمانی که قصد دارید برای سنجش تابلو برق یا مکانیسم الکتریکی ساختمان یا منزل خود از دستگاه اندازه‌‌گیری جریان استفاده کنید، باید نحوه‌ی عملکرد ابزار، دقت و اندازه آن را در نظر داشته باشید. همواره سعی کنید برای انجام کارهای فنی دستگاهی را انتخاب کنید که در عین سادگی، داده‌های مفیدی به شما ارائه دهد. کلاس دقت دستگاه باید بین ۱ تا ۱.۵ باشد و ولتاژ تست دستگاه هم باید بر اساس جریان تنظیم شود. در نهایت باید اشاره کنیم که برای استفاده از ابزار اندازه‌گیری بایستی وضعیت نصب ابزار، کمیت مورد اندازه‌گیری، ابعاد دستگاه و نحوه نصب آن را به‌صورت مستقیم یا با استفاده از pt و ct بررسی کنید.

آشنایی با پاورمتر و کاربرد آن

بعد از تعیین ملاک‌های اندازه‌گیری ولتاژ، می‌توانیم به این سوال پاسخ دهیم که برای اندازه‌گیری ولتاژ از چه چیزی استفاده می شود؟ پاورمتر یکی از ابزارهای سنجش جریان است که با استفاده از آن می‌توان توان راکتیوی، power factor، توان اکتیوی، ولتاژ، جریان و توان را اندازه‌گیری نمود. چنانچه بخواهیم فاکتورهای مختلفی مانند اپراتور‌های برق صنعتی، تست ترانسفورماتورهای سه‌فاز و تک‌فاز، توان و انرژی صنایع برقی و کارخانه‌های صنعتی کوچک و بزرگ را بسنجیم، می‌توانیم از پاور آنالایزر یا پاورمتر تابلویی استفاده کنیم.

کلاس دقت این دستگاه ولتاژ برق بالا بوده و می‌تواند دیماند را نیز محاسبه کند. مولفه‌های دیگری مانند محاسبه tdd و thd، توانایی ایجاد تعرفه، خروجی آنالوگ یا دیجیتال و ساعت داخلی یا rtc می‌توانند کارایی این ابزار را تضمین کرده و دقت عمل بالاتری را برای شما به ارمغان بیاورند. مجموع مشخصات فنی پاورمتر را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• اندازه‌گیری ولتاژ از 100 تا 260 ولت با دقت 1%
• اندازه‌گیری جریان از 0 تا 16 آمپر
• اندازه‌گیری فرکانس از 45 تا 65 هرتز
• اندازه‌گیری توان از 0 تا 3680 وات
• اندازه‌گیری ضریب توان (PF) 0 تا 1
• اندازه‌گیری توان مصرفی از 0 تا 10 هزار کیلو وات ساعت
• قابلیت تنظیم هزینه مصرفی به ازای هر کیلو وات ساعت
• دارای تایمر برای محاسبه زمان از 1 دقیقه تا 9999 روز

ویژگی	مشخصات
اندازه‌گیری ولتاژ	100 تا 260 ولت با دقت 1%
اندازه‌گیری جریان	0 تا 16 آمپر
اندازه‌گیری فرکانس	45 تا 65 هرتز
اندازه‌گیری توان	0 تا 3680 وات
اندازه‌گیری ضریب توان	از 0 تا 1
اندازه‌گیری توان مصرفی	0 تا 10,000 کیلو وات ساعت
قابلیت تنظیم هزینه مصرفی	برای هر کیلو وات ساعت
دارای تایمر	برای محاسبه زمان از 1 دقیقه تا 9999 روز

 

آشنایی با آمپرمتر و کاربرد آن

در پاسخ به سوال «آمپرمتر» باید گفت که آمپرمترها دستگاه‌هایی هستند که به‌صورت سری در مدار قرار می‌گیرند و برای سنجش مقدار جریان اثرگذار در آن به کار می‌روند. در تابلو برق صنعتی یا خانگی، برای اندازه‌گیری ولتاژ کلی یک آمپر و برای بررسی جداگانه هر یک از مصرف‌کنندگان آمپر اختصاصی در مدار نصب می‌شود. اگر بار موجود در جریان سه‌فاز نرمال باشد، می‌توان با استفاده از یک آمپرمتر جریان تک‌فاز را سنجید و برای دو فاز باقی‌مانده منظور کرد؛ البته باید گفت که به لحاظ فنی چنین امکانی وجود ندارد؛ چرا که بار در جریان سه‌فاز نرمال نمی‌شود و لازم است برای هر شینه اصلی تابلو برق، یک آمپرمتر جداگانه استفاده کرد؛ بنابراین در مجموع به سه آمپرمتر نیاز خواهیم داشت. زمانی که آمپرمتر در مدار قرار می‌گیرد، جریان موجود در آن نباید از حد ماکزیمم دستگاه تجاوز کند؛ برای مثال آمپرمترهای صفر تا ده ولتی می‌توانند جریان‌های محدوده خود را اندازه‌گیری کنند. این دستگاه را می‌توانید به‌صورت AC یا DC از بازار تهیه کنید.

نحوه استفاده از ولت‌متر

ولت‌مترها دستگاه اندازه‌‌گیری جریان برق در مدار هستند و باید به‌صورت موازی با آن نصب شوند. ولت‌مترها مانند آمپرمترها دو نوع DC & AC دارند. اگر قصد دارید ولتاژ شبکه موجود در تابلو برق را اندازه‌گیری کنید، بایستی دو طرف ولت‌متر را به‌صورت مستقیم به شین‌های مدنظر مثلاً دو فاز R و S یا سیم MP و فاز R متصل کنید. یک کلید سلکتور ولت برای این ابزار وجود دارد تا با استفاده از آن بتوان ولتاژهای دوگانه فازها یا ولتاژ فازهای مختلف را نسبت به سیم نول، اندازه‌گیری کرد. علت این امر، اندازه‌گیری ولتاژهای معین و تعیین محدوده تغییرات آن است تا جریان عبوری از تابلو برق‌های عادی سنجیده شود. هر ولت‌متر یک صفحه مدرج دارد که درجه‌بندی بخش اول آن فشرده بوده و درجه‌بندی بخش دوم برای سنجش محدوده ولتاژ، گسترده‌تر است. در حال حاضر برای نمایش جریان موجود در تابلو برق به‌صورت عددی، از ولت‌مترهای دیجیتالی استفاده می‌شود.‌ از انواع دستگاه اندازه‌گیری ولت‌متر می‌توان موارد زیر را نام برد:

ولت‌سنج آنالوگ

این دستگاه از یک آمپرسنج یا گالوانومتر با مقاومت بالا که به صورت سری در مدار بسته شده، تشکیل شده است.

ولت‌متر الکترواستاتیک

در این نوع دستگاه دافعه بین دو صفحه باردار سبب ایجاد انحراف در نشانگر می‌شود. این ابزار معمولاً جهت اندازه‌گیری‌ جریان‌هایی با ولتاژ بالای AC و DC مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ولت‌متر لامپ خلأ و ولت‌متر ترانزیستوری

این دستگاه‌ها از تقویت‌کننده الکترونیکی بین ورودی و سنجه (سنجه در واقع نتیجه حاصل از اندازه‌گیری چیزی است) استفاده می‌کنند. اگر در تقویت‌کننده این دستگاه از لامپ خلأ استفاده شود، آن‌گاه ولت‌متر لامپ خلأ ( Vacuum Tube Voltmeter ) یا VTVM نامیده می‌شود.

ولت‌متر دیجیتال (DVM)

در این دستگاه جهت نمایش ولتاژ (0 تا 15 ولت DC) از LED یا LCD استفاده می‌شود.

جدول آشنایی با نحوه استفاده از ولت‌متر

نوع ولت‌متر	توضیح	کاربرد
ولت‌سنج آنالوگ	از یک آمپرسنج یا گالوانومتر با مقاومت بالا که به صورت سری در مدار بسته شده، تشکیل شده است.	اندازه‌گیری ولتاژ با استفاده از اندازه‌گیری جریان در مدار مورد نظر.
ولت‌متر الکترواستاتیک	دافعه بین دو صفحه باردار سبب ایجاد انحراف در نشانگر می‌شود.	اندازه‌گیری جریان‌هایی با ولتاژ بالای AC و DC.
ولت‌متر لامپ خلأ	از تقویت‌کننده الکترونیکی بین ورودی و سنجه استفاده می‌کند.	اندازه‌گیری ولتاژ با استفاده از تقویت‌کننده و لامپ خلأ.
ولت‌متر ترانزیستوری	از تقویت‌کننده الکترونیکی بین ورودی و سنجه استفاده می‌کند.	اندازه‌گیری ولتاژ با استفاده از تقویت‌کننده و ترانزیستور.
ولت‌متر دیجیتال	جهت نمایش ولتاژ از LED یا LCD استفاده می‌شود.	اندازه‌گیری و نمایش ولتاژ به صورت دیجیتال.

 

 

نحوه استفاده از فرکانس‌متر

فرکانس‌متر (Frequency meter) هم یک دستگاه اندازه‌‌گیری برق است که اغلب به‌صورت عقربه‌ای ساخته می‌شود و می‌تواند در محدوده بزرگی فرکانس‌ها یا به عبارت دقیق‌تر موج یا نوسانگر یک تابع متناوب در یک دوره خاص را اندازه‌گیری کند. اگر به نسبت‌سنج‌های آهنی، الکترودینامیکی و اندوکسیونی اجزای خاصی مانند مقاومت الکتریکی یا سلف خازنی اضافه شود، می‌توانند مانند یک فرکانس‌متر عمل کنند. معمولاً در مدارهای تک‌فاز با ولتاژ 230 ولت و در مدارهای سه‌فاز با ولتاژ 400 ولت می‌توان از فرکانس‌متر استفاده کرد. سه نوع فرکانس‌متر دیجیتالی، ارتعاشی و عقربه‌ای برای سنجش امواج وجود دارد. نوع ارتعاشی این ابزارها کلاس دقت بالاتری دارند و می‌توانند در برابر ضربات مکانیکی از خود مقاومت نشان دهند؛ از این‌ جهت برای سنجش فرکانس‌های متوسط یا کم در تابلو برق‌ها از این دستگاها استفاده می‌شود.

بعد از نوع ارتعاشی، فرکانس‌مترهای دیجیتالی دقت بالاتری داشته و کارایی‌های مختلفی هم دارند. فرکانس‌متر مانند ولت‌مترها، به‌صورت موازی به شبکه متصل می‌شود.  در حقیقت زمانی که لازم است دو ژنراتور با شبکه، موازی یا به اصطلاح سنکرون شوند، این وسیله کاربرد خواهد داشت. مشخص بودن حدود فرکانسی در این دستگاه سبب می‌شود تا برای سنجش امواج موجود در نیروگاه‌ها و تابلو برق‌های توزیع انرژی الکتریکی، مفید باشد. با اینکه حدود اندازه‌گیری این دستگاه کمتر است، اما ساختمان ساده، استحکام بالا و قیمت مناسب آن موجب شده تا استفاده از آن رواج پیدا کند.

کاربرد وات‌متر و نحوه عملکرد آن

وات متر هم یک دستگاه اندازه‌گیری ولتاژ است که برای سنجش توان واقعی مصرف‌کنندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم‌پیچ‌های ولتاژ و جریان، اجزای تشکیل‌دهنده وات‌متر هستند. سیم‌پیچ ولتاژ را به‌صورت موازی و سیم‌پیچ جریان را به‌صورت سری به مصرف‌کننده وصل می‌کنند تا هر یک از آن‌ها مدار جداگانه‌ای بسازند و علامت تشخیص جریان را تعیین کنند. لازم است که در نصب این دستگاه دقت بالایی صورت بگیرد تا اشتباهی رخ ندهد. وات‌متر برعکس وارمتر عمل می‌کند و برای سنجش توان اکتیو به کار می‌رود. دو ورودی ولتاژ و جریان برای این دستگاه در نظر گرفته شده تا بتوان برای سنجش توان، از جریان و ولتاژ مدار از آن استفاده کرد. دو المان به نام‌های ترانسدیوسر و گالوانومتر نیز در ساخت وات‌متر به کار می‌روند.

جهت نصب سیم‌پیچ‌های ولتاژ و جریان تفاوتی ندارد و در وات‌مترهای نوع تابلویی، می‌توان از هر دو روش استفاده کرد. جهت جریان عبوری از سیم‌پیچ‌های ولتاژ و جریان، جهت چرخش عقربه وات‌متر را تعیین می‌کند؛ بنابراین لازم است در هنگام مونتاژ دستگاه دقت نمود تا سیم‌ها را با توجه ‌به مشخصات فنی و به‌صورت استاندارد متصل کرد. برای اتصال وات‌متر به دستگاه سه‌فاز معمولاً فقط از یک دستگاه استفاده می‌کنند. به این صورت که با اندازه‌گیری توان یک فاز و ضرب کردن آن در سه به توان سه‌‌فاز دست پیدا می‌کنند. در این نوع اتصال، سیم پیچ جریان و سیم پیچ ولتاژ به فازهای همنام وصل می‌شوند. در وات متر Graduation مفهوم زیاد و مهمی ندارد. سه مدل شبکه‌ی موجود (شبکه متعادل – شبکه نامتعادل) در دستگاه وات‌متر عبارت‌اند از:

• سه‌فاز، دارای سه سیم با بار متعادل
• سه‌فاز، دارای سه سیم با بار نامتعادل
• سه‌فاز، دارای چهار سیم با بار نامتعادل

بیشتر بخوانید: کاربرد کابل مفتولی و نحوه تولید آن

آشنایی با وارمتر

وارمترها هم در دسته‌ی دستگاه ولتاژ برق قرار می‌گیرند و می‌توانند توان راکتیو یا غیرمفید را بسنجند. کلیه اتصالات و قوانین مربوط به نصب این دستگاه، مشابه وات‌متر است.

کسینوس فی متر یا ضریب توان چیست؟

اندازه‌گیری ضریب قدرت مدار در نیروگاه و کارخانه اهمیت بالایی دارد. به‌همین‌دلیل برای سنجش آن از دستگاهی به نام کسینوس فی متر یا ضریب توان استفاده می‌کنند. یک سیم‌پیج ثابت، دو سیم‌پیچ متحرک و ۴ یا ۵ پیچ متصل‌کننده، قطعاتی هستند که کسینوس فی متر را می‌سازند. این وسیله را هم در مدارهای تک‌فاز و هم در مدارهای سه‌فاز نصب می‌کنند. توجه کنید که هر کسینوس فی متر می‌تواند کسینوس فی فازی که سیم‌پیچ ثابتش بر روی آن نصب شده را نشان دهد.

ضریب قدرت مدار باید در حد مجاز خود ثابت بماند؛ چرا که اگر کاهش پیدا کند، بر روی قبوض برق نهایی مبلغی به‌عنوان جریمه لحاظ خواهد شد. کسینوس فی مترهایی که در تابلو برق‌ نصب می‌شوند، معمولاً برای ولتاژهای ۵۰۰، ۳۸۰، ۱۱۰ و ۲۲۰ ولت و جریان‌های یک و پنج آمپری کاربرد دارند. برای سنجش جریان‌هایی با ولتاژ بالاتر باید مبدل‌های جریان و ولتاژ را به‌کار برد. اگر بار موجود در تابلو متعادل باشد، نصب یک کسینوس فی متر کفایت می‌کند؛ در غیر این‌ صورت لازم است در مسیر هر فاز یک کسینوس فی متر نصب گردد. انواع مختلف کسینوس فی متر در دو گروه به شرح زیر قرار می‌گیرند:

• کسینوس فی متر آنالوگ

جهت نمایش تغییرات ضریب قدرت و برای تعیین زاویه بین ولتاژ و جریان AC در شبکه‌های سه‌فاز و تک‌فاز استفاده می‌شود. در مدارهای سه‌فاز به سه عدد از این دستگاه نیاز است.

• کسینوس فی متر دیجیتال

در شبکه‌های سه‌فاز و تک‌فاز برای اندازه‌گیری ضریب توان، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه دارای ویژگی‌های قالب پلی کربنات، نصب سریع و آسان و نمایشگر سون سگمنت با قابلیت تنظیم نقطه اعشار نمایشگر است.

پیشنهاد خواندنی: کاربرد کابل مسی و مشخصات و انواع آن

مولتی‌متر، مولتی تستر یا آوومتر چیست؟

مولتی‌متر از دیگر ابزارهای سنجش جریان برق بوده و برای سنجش ولتاژ یک فاز نسبت به سیم نول یا نسبت به فازهای دیگر، فرکانس شبکه، انرژی، توان و جریان موجود در هر مدار استفاده می‌شود. علاوه بر موارد فوق اندازه‌گیری ولتاژ سه‌فاز با مولتی‌متر هم انجام می‌شود. انواع آوومتر در دو گروه زیر قرار می‌گیرند:

• مولتی‌متر آنالوگ

مولتی متر آنالوگ یا عقربه‌ای معمولاً از یک صفحه با تعدادی خطوط مدرج، یک عقربه، یک سلکتور سوئیچ، تعدادی ترمینال، یک پتانسیومتر ((Potentiometer) یا اسپید پات (speed pots) نوعی مقاومت است که جهت کنترل سرعت، ولتاژ و یا فرکانس استفاده می‌شود) تنظیم صفر و دو سیم رابط تشکیل شده است.

• مولتی‌متر دیجیتال (Digital Multimeter)

در استفاده از این دستگاه اندازه‌‌گیری مقادیر عددی هر پارامتر بر روی صفحه LCD قابل نمایش است.

جدول مقایسه مولتی‌متر آنالوگ با مولتی‌متر دیجیتال (Digital Multimeter)

نوع ابزار	توضیحات	ویژگی‌های اضافی
مولتی‌متر آنالوگ	از عقربه‌ها برای نمایش مقادیر استفاده می‌کند.؛ دارای صفحه با تعدادی خطوط مدرج، یک عقربه، یک سوئیچ سلکتور، ترمینال‌ها، یک پتانسیومتر برای تنظیم صفر و دو سیم رابط تشکیل شده است.	مناسب برای برخی از کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق مقادیر الکتریکی نیستند؛ قیمت کمتری نسبت به مولتی‌متر دیجیتال دارد؛ برای برخی از کاربران، استفاده از عقربه‌ها برای نمایش مقادیر، احساس راحتی می‌کنند.
مولتی‌متر دیجیتال	از صفحه نمایش LCD برای نمایش مقادیر به صورت عددی استفاده می‌کند؛ امکان اندازه‌گیری و نمایش مقادیر ولتاژ، جریان، مقاومت، فرکانس و سایر پارامترهای الکتریکی را فراهم می‌کند.	دقت بالاتری در اندازه‌گیری مقادیر الکتریکی دارد؛ قابلیت اتصال به دیتالاگرها و کامپیوترها جهت ثبت و آنالیز داده‌ها را دارد؛ برای اندازه‌گیری مقادیر الکتریکی در مدت‌های زمانی طولانی، مولتی‌متر دیجیتال مناسب‌تر است.

 

دستگاه میگر چیست؟ چه کاربردی دارد؟

برای تشخیص اتصالات با زمین، اتصالات کوتاه و عیب‌یابی کابل‌های اصلی، از دستگاه اندازه‌‌گیری به نام میگر استفاده می‌شود. اگر دستگاه‌های الکتریکی دچار اتصال با زمین یا اتصالات کوتاه نباشند، دستگاه مقاومتی نشان نداده و در حالت نرمال خواهد بود. در غیر این صورت اگر اتصال با زمین رخ دهد، میگر با نشان دادن یک عدد میزان مقاومت را تعیین خواهد کرد. اگر ترانسفورماتور مربوط به این قسمت با مشکلات فنی مواجه شود، به قسمت تعمیرات منتقل شده و تست‌های خاصی را روی آن اجرا می‌کنند.

این تست‌ها معمولاً مقاومت اهمی سیم را می‌سنجند یا سیم‌پیچ‌های قطع شده ‌و آسیب‌دیده را شناسایی می‌کنند. برای روشن کردن دستگاه میگر بایستی هندل دستی یا همان عامل محرک را بچرخانید تا دستگاه شروع به تولید ولتاژ DC کند. زمانی که سیم‌های منفی و مثبت میگر به سیم‌پیچ‌های معیوب متصل شوند، ولتاژ را به سمت آن‌ها اعمال می‌کند تا وضعیت عایق را بسنجد. در این حالت اگر عدد مقاومت به صفر نزدیک‌تر باشد، مقاومت کمتری مشاهده می‌شود؛ درحالی‌که اگر به سمت بی‌نهایت برود، وضعیت متفاوتی را شاهد خواهیم بود.

 

دستگاه تایمر چیست؟

تایمرها در دسته‌ی وسایل کنترلی و حفاظتی قرار داشته و می‌توانند مدار و اجزای آن را در یک مدت زمان محدود، کنترل کنند. برای اینکه مدار فرمان بتواند بعد از شروع به کار تایمر فعالیت خود را آغاز کرده و بعد از اتمام مدت تایمر از کار بایستد، از این وسیله استفاده می‌شود. با وجود چنین ابزاری، مدار برق صنعتی تحت کنترل اپراتور خواهد بود.

انواع آمپرسنج برای اندازه‌گیری جریان

اتصال آمپرسنج یا همان گالوانومتر در مدار باید به‌گونه‌ای باشد که بتواند جریان را از خود عبور دهد؛ در این صورت می‌توان جریان را اندازه‌گیری نمود. برای اتصال گالوانومتر بایستی قسمتی از مدار را قطع کرده و دو سر آن را به قطب آمپرسنج متصل کرد. برای سنجش جریان ثابت مدار لازم است آمپرسنج را به‌صورت متوالی در مدار قرار دهید. محل اتصال گالوانومتر به مدار برای سنجش جریان ثابت، اهمیتی ندارد؛ درحالی‌که برای جریان‌های متغیر چنین امری صادق نیست. امروزه انواع مختلف آمپرسنج در بازار موجود است که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• آمپرسنج آنالوگ: قدیمی‌ترین نوع آمپرسنج است که دیگر کاربرد زیادی ندارد.
• آمپرسنج دیجیتال: در این دستگاه جهت اندازه‌گیری شدت جریان از انواع کلمپی یا انبری و ساده استفاده می‌شود.
• آمپرسنج تابلویی: جهت اندازه‌گیری شدت جریان در تجهیزات برق قدرت و سه‌فاز در مقیاس بالا استفاده می‌شود.
• آمپرسنج رومیزی: این دستگاه همانند مولتی‌مترها و ولت‌مترهای ساده است.

در تابلوهای سه‌فاز با آمپر پایین (کمتر از 100 آمپر) به‌شکل مستقیم (یکسره و بدون مبدل) و برای اندازه‌گیری ولتاژ و شدت جریان در مدارهایی با شدت جریان بالا از دستگاه ترانسفورماتور (مبدل) جریان استفاده می‌کنند. دستگاه‌های اندازه‌گیری ولتاژ تابلویی معمولاً با دقت 1.5 تهیه می‌شوند.

جدول راهنمای خرید آمپرسنج

نوع آمپرسنج	توضیحات	اطلاعات مفید و کاربردی
آمپرسنج آنالوگ	قدیمی‌ترین نوع آمپرسنج که به‌صورت آنالوگ عمل می‌کند و کاربرد زیادی ندارد.	آمپرسنج‌های آنالوگ به دلیل عدم دقت و امکانات محدود در بسیاری از کاربردهای الکتریکی امروزی استفاده نمی‌شوند و به جای آن آمپرسنج‌های دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آمپرسنج دیجیتال	برای اندازه‌گیری شدت جریان از انواع کلمپی یا انبری استفاده می‌شود و اطلاعات به صورت دیجیتال نمایش داده می‌شود.	آمپرسنج‌های دیجیتال دارای دقت بالا و امکانات بیشتری نسبت به آمپرسنج‌های آنالوگ هستند و به خصوص در برنامه‌های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آمپرسنج تابلویی	جهت اندازه‌گیری شدت جریان در تجهیزات برق قدرت و سه‌فاز در مقیاس بالا استفاده می‌شود و برای نصب در تابلوهای برق مناسب است.	آمپرسنج‌های تابلویی معمولاً دارای دقت بالا و استحکام مناسبی هستند و برای کاربردهای صنعتی و تجاری و همچنین در سیستم‌های برق قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آمپرسنج رومیزی	این دستگاه مانند مولتی‌مترها و ولت‌مترهای ساده است و برای استفاده رومیزی و آزمایشگاهی مناسب است.	آمپرسنج‌های رومیزی عموماً برای آزمایش‌های آموزشی و آزمایشگاهی، همچنین برای استفاده در محیط‌های تحقیقاتی و آموزشی استفاده می‌شوند و دارای قابلیت‌های ساده و کاربردی هستند.

 

دستگاه‌ مرکب چیست؟

ولتاژ معین U بین قطب‌های ورودی و خروجی یک گالوانومتر است تا جریان I بتواند از این مسیر عبور کند. مقاومت قسمت‌هایی که جریان از آن‌ها عبور می‌کند، همان مقاومت داخلی گالوانومتر است که با حرف R نشان داده می‌شود. در آمپرسنج‌هایی که مغناطیس دائمی دارند، مجموع تاب و سیم‌ رابط آن‌ها نقش R را ایفا خواهد کرد، در حالی‌ که اگر گالوانومتر سیم‌های افروزشی داشته باشد، مجموع مقاومت رابط‌ها و سیم‌های گرم شده در حکم R خواهد بود. بنابر مقدمه گفته شده و قانون اهم، رابطه U=IR بین جریان و مقاومت آمپرسنج برقرار خواهد بود.

ولت‌سنج چیست؟

براساس قانون اهم، ولتاژ و جریان دو کمیت متناسب‌اند و با استفاده از گالوانومتر می‌توان هر دو آن‌ها را مورد اندازه‌گیری و سنجش قرار داد. دو کمیت متناسب را می‌توانید با دستگاه‌هایی که درجه‌بندی مناسب دارند، اندازه‌گیری کنید. همواره می‌توانید صفحه گالوانومتر را به‌گونه‌ای مدرج کنید که بتواند ولتاژ و جریان دو سر مدار را اندازه‌گیری کند. بر این اساس اگر صفحه را برای اندازه‌گیری ولتاژ مدرج کنید، یک ولت‌سنج دارید؛ در غیر این صورت برای سنجش جریان مدار به یک آمپرسنج نیاز خواهید داشت.

 

نحوه عملکرد و کارایی ترانس‌های اندازه‌گیری

زیاد بودن ولتاژ و جریان موجود در خطوط الکتریکی سبب می‌شود تا از دستگاه‌های سنجش انرژی برای نمونه‌برداری جریان استفاده شود. این دستگاه‌ها می‌توانند به‌صورت PT یا موازی و CT یا سری در مدار قرار بگیرند. علاوه بر نمونه‌گیری از جریان، برای حفاظت و ایزوله کردن جریان شبکه نیز از سیستم‌های اندازه‌گیری ولتاژ استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها می‌توانند تجهیزات متصل شده از بخش اول به بخش دوم ترانس‌ها را عایق‌بندی کنند؛ به علاوه مجموعه تجهیزات را در برابر حد مشخصی از جریان حفاظت کرده و به نوعی آن‌ها را استانداردسازی می‌کنند. لازم است که در هر ترانسفورماتور ولتاژی و جریانی، پارامترهای انرژی و توان با نسبت خاصی کاهش داده شود و از حد مجازی تجاوز نکند؛ این امر سبب می‌شود تا دستگاه‌های سنجش راندمان بهینه‌ای داشته باشند.

برای مطالعه بیشتر: استانداردهای اولیه IP در تابلو برق

ترانس جریان CT

نصب سیم‌پیچ‌ اولیه ترانس جریان با مدار قدرت، به‌صورت سری انجام می‌شود تا در مرحله بعدی، سیم‌پیچ‌های دوم به ابزارهای اندازه‌گیری کاربردی (مانند کنتور) یا ابزارهای حفاظتی مانند (رله) متصل گردند. امپدانس اولیه سیم‌پیچ در مقایسه با امپدانس ثانویه متصل شده با zb سایز کوچک‌تری داشته و در واقع برای حالت ct اولیه اتصال کوتاه‌تری وجود خواهد داشت. از مزایای ترانس جریان CT می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حفاظت از دستگاه‌های الکتریکی در برابر اضافه بار
• عایق کردن استاندارد مدارهای اندازه‌گیری
• حفاظت از ولتاژ اولیه‌ی شبکه

رله نشتی جریان

رله حفاظتی جریان یا همان رله نشتی می‌تواند جریان نشت به زمین مدارها را شناسایی کرده و فرمان قطع مدار را صادر نماید. این کار سبب می‌شود تا قطعات برقی با زمین اتصال الکتریکی برقرار نکنند و از خسارت‌های جانی و مالی هم جلوگیری به عمل آید. مهندسین برای نمونه گرفتن از جریان عبوری از کابل اصلی، ترانس‌های رله نشتی جریان را به کار می‌برند.

ترانس ولتاژ PT

اگر ولتاژ مصرف‌کنندگان در محدوده استاندارد ولت‌متر قرار نگیرد یا اینکه امکان اتصال ولت‌متر به دو طرف مصرف‌کننده وجود نداشته باشد، برای توسعه حدود اندازه‌گیری ولت‌متر از یک ترانسفورماتور کاهش‌دهنده ولتاژ pt استفاده می‌کنند تا ولتاژ موجود در مدار را به‌صورت غیرمستقیم اندازه‌گیری کند. برای نصب ترانسفورماتور ولتاژ باید سیم‌پیچ‌ها را به‌صورت موازی در مدار نصب کنیم و ولت‌متر را در مسیر سیم‌بندی ثانویه قرار دهیم.

ترانسدیوسر ولتاژی و جریانی

یک ورودی جریانی یا ولتاژی که ترانسدیوسر نامیده می‌شود، می‌تواند از ترانس ثانویه ولتاژ یا جریان تغذیه شده و خروجی خود، مقداری DC در حد میلی‌آمپر، برای مصرف‌کننده ایجاد نماید. هدف از ایجاد چنین خروجی این است که بتوان جریان‌های کوچک میلی‌آمپر را در فواصل طولانی انتقال داد. واضح است که ۵ یا ۱۰۰ آمپر انرژی نمی‌تواند به تنهایی به یک اتاق کنترل در فاصله ۵۰۰ متری برسد؛ برای انجام چنین انتقالی باید از ترانسدیوسر استفاده کرد. برای فهم این عبارت تصور کنید که یک ولتاژ ۵ آمپری به واسطه ترانسدیوسرها می‌تواند جریانی را تغدیه نماید.

جدول بررسی عملکرد و کارایی انواع ترانس

نوع ترانس	عملکرد و کارایی	توضیحات
ترانس جریان (CT)	– حفاظت از دستگاه‌های الکتریکی در برابر اضافه بار – عایق کردن استاندارد مدارهای اندازه‌گیری – حفاظت از ولتاژ اولیه‌ی شبکه – رله نشتی جریان	نصب سیم‌پیچ‌ اولیه ترانس جریان با مدار قدرت، به‌صورت سری انجام می‌شود تا در مرحله بعدی، سیم‌پیچ‌های دوم به ابزارهای اندازه‌گیری کاربردی (مانند کنتور) یا ابزارهای حفاظتی متصل گردند.
ترانس ولتاژ (PT)	– اندازه‌گیری ولتاژ موجود در مدار – توسعه حدود اندازه‌گیری ولت‌متر – استفاده در مدارهایی که اتصال ولت‌متر به دو طرف مصرف‌کننده امکان‌پذیر نیست	برای نصب ترانسفورماتور ولتاژ باید سیم‌پیچ‌ها را به‌صورت موازی در مدار نصب کنیم و ولت‌متر را در مسیر سیم‌بندی ثانویه قرار دهیم.
ترانسدیوسر (Transducer)	– تبدیل ورودی جریانی یا ولتاژی به خروجی DC – انتقال جریان‌های کوچک در فواصل طولانی	یک ورودی جریانی یا ولتاژی که ترانسدیوسر نامیده می‌شود، می‌تواند از ترانس ثانویه ولتاژ یا جریان تغذیه شده و خروجی خود، مقداری DC در حد میلی‌آمپر، برای مصرف‌کننده ایجاد نماید.

برای اطلاع بیشتر: مفتول مسوار و کاربردهای فراوان آن

 

چگونگی قرار دادن ولت‌سنج در مدار

برای اینکه بتوانید اختلاف پتانسیل الکتریکی میان هر نقطه از مدار را اندازه بگیرید، بایستی یک ولت‌سنج مدرج در مدار نصب کنید. برای مثال اگر قصد دارید اختلاف جریان تغذیه‌ای دو سر یک لامپ رشته‌ای را اندازه‌گیری کنید، باید ولت‌سنج را به دو طرف لامپ متصل کنید. پس لازم است بدانید که برای سنجش صحیح اختلاف مدار باید ولت‌سنج را به‌ صورت موازی در آن تعبیه نمایید.

مقاومت درونی ولت‌سنج

برای اندازه‌گیری ولتاژ قسمت خاصی از مدار، ولت‌سنج را به‌صورت موازی در آن بخش نصب می‌کنند تا جریان عبوری را بسنجد. بعد از نصب ولت‌سنج در مدار، میزان ولتاژ و جریان عبوری مقداری تغییر خواهد کرد. با وجود اتصالات جدید مداری، اکنون مداری متشکل از رساناهای قبلی و جدید داریم که جریان متغیری را از ولت‌سنج عبور می‌دهند. در مثال سنجش اختلاف لامپ رشته‌ای، مقاومت ولت سنج موازی، RV است در حالی‌ که مقاومت لامپ با RB معرفی می‌شود؛ این دو مفهوم در رابطه ریاضی R=Rb/(1+Rb/Rv) قرار می‌گیرند. با این رابطه ریاضی می‌توان میزان مقاومت درونی ولت سنج را نسبت به مقاومت لامپ، اندازه‌گیری کرد.

نکات مهم در زمان نصب کنتور تک‌فاز و سه‌فاز

درباره انواع کنتورهای تک‌فازی و سه‌فازی نکات مهمی وجود دارد که در هنگام نصب اجزای تشکیل‌دهنده باید رعایت شوند؛ این نکات عبارت‌اند از:

• سیم‌کشی کنترل و فشار ضعیف باید با سیم سایز ۲.۵ میلی‌متر مربع و با تحمل ولتاژی هزار ولت انجام شود.
• چنانچه از لامپ‌های سیگنال برای وجود فاز در کنتور استفاده می‌کنید، باید آن‌ها را از نوع کم‌مصرف و قابل نصب بر روی کنتور انتخاب کنید.
• توجه داشته باشید که نباید کلاهک رنگی موجود بر روی لامپ در اثر حرارت تغییر رنگ و شکل دهد.
• اتصال الکتریکی وسایلی که بر روی بخش‌های متحرک تابلو برق یا درون تابلو نصب شده‌اند، باید با خرطوم فلزی یا سیم و کابل‌های منعطف انجام شود.
• یک هادی تنها می‌تواند ۴۰ درصد از بخش درونی لوله‌ها را به خود اختصاص دهد.

جدول مراحل اصلی نصب انواع کنتورها

مرحله	جزئیات
۱	بررسی نیازها و شرایط محل نصب
	بررسی نوع کاربری (صنعتی، تجاری یا مسکونی)
	اندازه گیری ولتاژ و جریان مصرفی
	انتخاب مناسب تک‌فاز یا سه‌فاز بودن کنتور
۲	انتخاب و خرید کنتور
	بررسی مشخصات فنی کنتورها شامل تعداد دور، نوع توان، جریان اسمی، ولتاژ اسمی و فرکانس نامی
	مطابقت با استانداردها و مقررات مربوطه
۳	نصب و راه‌اندازی
	سیم‌کشی مناسب با سیم سایز ۲.۵ میلی‌متر مربع
	نصب لامپ‌های سیگنال کم‌مصرف و قابل نصب بر روی کنتور
	اتصالات الکتریکی با استفاده از خرطوم فلزی یا سیم و کابل‌های منعطف
۴	آزمایش و اعتبارسنجی
	انجام آزمون‌های لازم جهت اطمینان از عملکرد صحیح کنتور
	بررسی صحت و دقت اندازه‌گیری‌ها
	اعمال تنظیمات لازم برای بهینه سازی عملکرد
۵	نگهداری و خدمات پس از فروش
	برنامه‌ریزی برای بازرسی و نگهداری دوره‌ای
	ارائه خدمات تعمیر و نگهداری در صورت نیاز

 

مشخصات فنی کنتور مناسب برای خرید و نصیب

در هنگام خرید و نصب کنتورها به مشخصات فنی آن‌ها توجه کنید. تعداد دور برحسب کیلووات ساعت، نوع توان اکتیوی یا راکتیوی، جریان اسمی، ولتاژ اسمی و فرکانس نامی فاکتورهایی هستند که باید درباره آن‌ها آگاهی داشته باشید. اگر برای تغذیه دستگاه اندازه‌‌گیری ولتاژ از ترانسفورماتورهای جریانی یا ولتاژی استفاده می‌کنید، توجه داشته باشید که نباید VA ابزار تغذیه شونده از VA ترانسفورماتور مذکور بیشتر شود. نباید در مسیر تغذیه ترانسفورماتور با جریان سری از فیوز استفاده کنید. اگر قصد دارید تجهیزات تابلو را محاسبه کنید، باید هر یک از تغذیه‌شوندگان از تابلو را به‌صورت جداگانه بررسی کنید.

برای محاسبه این مفهوم باید به اطلاعاتی همچون راندمان، ولتاژ اسمی، قدرت مصرف‌کننده، فرکانس اسمی، ضریب قدرت، جریان اسمی، فاصله از تابلو، نوع اتصال به شبکه (ستاره، مثلث، سه‌فاز و تک‌فاز)، هم‌زمانی مصرف‌کنندگان، هم‌جوار بودن هادی‌ها و درجه حرارت محیط دسترسی داشته باشید.

جدول اطلاعات کاربردی برای خرید و نصب انواع کنتور

ویژگی	توضیحات
تعداد دور برحسب کیلووات ساعت	میزان توان مصرفی که کنتور می‌تواند اندازه‌گیری کند.
نوع توان	اکتیو یا راکتیو
جریان اسمی	حداکثر جریانی که کنتور می‌تواند تحمل کند.
ولتاژ اسمی	ولتاژ نامی که کنتور برای عملکرد به آن نیاز دارد.
فرکانس نامی	فرکانس شبکه برق که کنتور برای عملکرد به آن نیاز دارد.
راندمان	نسبت توان واقعی به توان مجاز کنتور.
قدرت مصرف‌کننده	میزان توانی که مصرف‌کننده نیاز دارد و کنتور باید تامین کند.
ضریب قدرت	نسبت توان اکتیو به توان فعال.
فاصله از تابلو	فاصله فیزیکی بین کنتور و تابلو برق.
نوع اتصال به شبکه	مثلث، ستاره، سه‌فاز، تک‌فاز و …
هم‌زمانی مصرف‌کنندگان	میزان هم‌زمانی مصرف‌کنندگان که باید در نظر گرفته شود.
هم‌جواری هادی‌ها	توجه به هم‌جواری هادی‌ها و اثرات آن بر کنتور.
درجه حرارت محیط	تاثیر درجه حرارت محیط بر عملکرد کنتور

 

 

ولتاژهای استاندارد ایران

ولتاژهایی که در ایران در قسمت های تولید، انتقال و توزیع استفاده می شوند عبارت‌اند از:

• شبکه فوق فشار قوی: این شبکه دارای ولتاژ (۲۳۰-۴۰۰) کیلوولت است و در خطوط فوق فشار استفاده می‌شود.
• شبکه فشار قوی: این شبکه دارای ولتاژ  (۶۳-۱۲۲) کیلوولت است و در خطوط انتقال استفاده می‌شود.
• شبکه فشار متوسط: این شبکه دارای ولتاژ  (۱۱-۲۰-۳۳) است و در خطوط توزیع استفاده می‌شود.
• شبکه فشار ضعیف: این شبکه تا 1 کیلوولت ولتاژ دارد و در خطوط فشار ضعیف استفاده می‌شود.

جدول معرفی ولتاژهای استاندارد ایران

نوع شبکه	محدوده ولتاژ کیلوولت
فوق فشار قوی	(230-400)
فشار قوی	(63-122)
فشار متوسط	(11-20-33)
فشار ضعیف	حداکثر 1

 

جمع‌بندی

برای حفاظت از سیستم‌های الکتریکی یا تابلو برق‌های صنعتی و خانگی، باید از دستگاه اندازه‌‌گیری ولتاژ برق استفاده کنید تا شناسایی آسان هرگونه خطا در این مکانیسم‌ها ممکن شود. وات‌متر، انواع ترانس‌های نشتی جریان و موازی، وارمتر، ترانسفورماتورهای کاهنده، ولت سنج، گالوانومترها، کسینوس فی متر و… از جمله دستگاه‌ اندازه‌گیری هستند که شما را در تشخیص و عیب‌یابی مدارهای الکتریکی یاری می‌دهند. در زمان انتخاب دستگاه اندازه‌‌گیری ولتاژی دقت کنید که ابزاری ساده و با دقت عمل بالا را خریداری کنید تا داده‌های درست و معتبری به شما تحویل دهد.