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Dans le industrie des compteurs d'énergie , de nombreux compteurs utilisent des shunts comme capteurs de courant. C'est principalement parce qu'ils coûtent moins cher que les autres types de capteurs de courant et qu'ils offrent une immunité magnétique qui en fait un bon choix pour les compteurs monophasés. Cependant, cette approche basée sur les shunts présente également certains défis, notamment la nécessité d'isoler chaque shunt du cœur du compteur et les problèmes de chauffage causés par les shunts.
La mesure basée sur le shunt nécessite deux caractéristiques importantes : une isolation complète entre le shunt et le noyau d'un compteur et des sorties ADC cohérentes pour détecter les mêmes courants de phase sur toutes les phases. Heureusement, ces exigences sont prises en compte dans une nouvelle famille de convertisseurs analogique-numérique (ADC) d'Analog Devices.
Les nouveaux dispositifs ADS131M04 sont des ADC multicanaux, à échantillonnage simultané, 24 bits, delta-sigma de 2e ordre, dotés de fonctions d'étalonnage internes et d'une plage dynamique étendue. Ces ADC sont idéaux pour les applications de mesure d'énergie qui nécessitent une grande précision et une faible consommation d'énergie.
L'isolation entre le shunt et le compteur est obtenue grâce à un simple diviseur de tension résistif (R32-R48). Le diviseur est disposé dans une configuration à bandes parallèles avec un shunt d'un côté, les ADC de l'autre côté et la terre entre eux. Les ADC doivent être isolés du circuit pour éviter une tension de mode commun qui pourrait endommager le convertisseur analogique-numérique (ADC) du compteur.
Pour résoudre ce problème, un amplificateur d'isolation est ajouté entre les CAN et le diviseur. Cet ampli peut réduire la tension de mode commun à un niveau acceptable.
Une autre façon d'assurer l'isolation consiste à insérer le shunt dans le conducteur mis à la terre, au lieu du conducteur non mis à la terre. Cela élimine la tension de mode commun du shunt et l'empêche d'endommager l'ADC ou les circuits internes de l'instrument.
La mesure basée sur les shunts nécessite également un ADC précis pour détecter les faibles tensions de sortie produites par les shunts à faibles courants. Cela est particulièrement vrai pour les compteurs à shunt utilisés dans les applications résidentielles qui sont référencés sur le secteur. Si un compteur basé sur un shunt n'est pas correctement calibré, il peut lire un circuit à courant élevé et basse tension comme un circuit à courant élevé et basse tension et entraîner une facturation inexacte pour les clients des services publics.
De plus, un système de mesure à base de shunt pourrait être altéré en plaçant un dispositif magnétique sur le shunt pour paralyser son fonctionnement. Cette altération magnétique peut affecter le TC utilisé pour détecter le courant de ligne, entraînant de fausses lectures de compteur et un vol d'électricité.
Un compteur trafiqué pourrait également voir sa tension RMS et sa puissance active supprimées. Cette altération serait difficile à détecter car la tension RMS et la puissance active ne sont pas mesurées. Néanmoins, la présence du shunt et du TC donne toujours un indice qu'un événement de sabotage s'est produit.
La conception a une alimentation AC/DC qui peut être déclenchée pour entrer dans un mode de détection de courant lorsque la tension RMS ou la puissance active sont manquantes. Le compteur peut alors être déclenché pour quitter ce mode de détection de courant lorsque l'alimentation CA est rétablie à la normale.
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