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¿Cómo mide 10.000 A DC?

¿Cuál es la manera estándar de medir una corriente de alrededor de 10.000? DC pinzas amperimétricas parecen tener sólo las escalas de hasta 2.000 A.

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Algunos antecedentes de esta pregunta:

Soy un profesor de física de la escuela y estoy tratando de mejorar algunos clásicos experimentos con altas corrientes de ultra-descarga de condensadores.

En particular, estoy buscando una buena forma de medir la corriente de descarga de un ultra condensadores de muy corto tiempo, como en este "salto anillo" experimento:

Una forma segura y eficaz en la modificación de Thomson salto anillo experimento

La segunda motivación para esta pregunta fue sólo porque yo sólo quiero saber es por curiosidad para mi conocimiento de lo que es la forma habitual de medir tales corrientes de alta hoy.

86voto

Bill Pratt Puntos 41

No, DC abrazadera de sondas tienen escalas muy por encima de ±10,000 A. ¿ni siquiera se echa de Amazon para sus ±12000A DC a 40kHz de la sonda de corriente de las necesidades más?
Clamp-on Current Probe Bromeo. Pero que totalmente se puede comprar en Amazon. Y tienen 10 en stock. Ninguno de ellos califican para Amazon Prime, aunque :(.

Hagas lo que hagas, ignorar todas estas personas diciendo que el uso de la derivación. No, no uso de la derivación. No hay absolutamente ninguna ventaja para el uso de una derivación en esta aplicación, además de una ligera ventaja en la exactitud de la medición, y ridículamente enormes desventajas.

¿Por qué una derivación es una idea terrible:

  1. Cualquier solución que funciona mediante la medición de la resistiva de tensión de un conductor (shunt) que puede tener cualquier solución razonable también requiere de un prohibitivamente grande de caída de tensión. Como otro cartel mencionado, un típico 50mV de disipación de 500W. Este es un irresponsable gran pérdida de energía cuando se puede medir la corriente que por menos de un vatio de consumo de energía.

  2. Tendrá su propio sistema de refrigeración activo en todo momento. Así que no hay mucho más que la pérdida de energía, pero lo que es más importante, he introducido un punto único de fallo en su sistema de distribución de energía. Lo que una vez fue capaz de llevar pasivamente en el orden de 10kA fallará muy rápidamente si en algún punto de la refrigeración para la derivación falla o tiene un fallo en el rendimiento, causando la derivación a derretirse y a actuar como el mundo es más caro y más lento de golpe de 10kA fusible jamás se ha hecho.

  3. No nos engañemos, uno no se limitan a poner un 10kA derivación en serie con un 10kA de la capacidad del cable con pinzas de cocodrilo y conectores tipo banana. La instalación de este dispositivo en serie con el cableado que va a ser una tarea no trivial, y no va a ser algo que usted puede quitar fácilmente en un capricho. Yo esperaría a que se convierta en una responsabilidad permanente en su sistema.

  4. No me importa si el cable está llevando a 10kA en 1V (por cualquier razón) - I (y debe) exigir el aislamiento galvánico en un aparato de medición. 10kA es una gran cantidad de corriente, y no puede ayudar, pero la tienda aterrador cantidades de energía en el campo magnético solo.

    Yo no sé ni lo que las dimensiones de un alambre o barra de bus capaz de llevar que sería, pero vamos a ir con una relativamente baja inductancia de la geometría: un sólido de cobre poste de 2 pulgadas de diámetro. Si en una simple línea recta, para ello se han ~728nH de la inductancia por metro. En 10kA, este conductor tendrá aproximadamente 35J de la energía almacenada en el campo magnético terrestre solo!

    Por supuesto, en la práctica, va a ser mucho menor que la de regreso conductor va a estar cerca y probablemente sería grande, tv de barras, reducción ulterior de la inductancia.

    Pero aún debe planear una 10kA cable de inducir a algunos fracasos espectaculares en cualquier cosa conectada a ella en caso de que algo vaya mal. Incluso (o sobre todo?) cosas como una $1800 NI tarjeta DAQ. Hay una ley que se puede derivar de la ley de Murphy que dice que el más caro de la adquisición de datos de engranajes, más bien será destruido en el caso de un fallo.

    Bromeo, pero usted consigue mi punto de aislamiento no es algo para ser despedido en esta situación.

Ahora, hay una razón para el uso de la derivación: La exactitud.

Aunque yo esperaría que algunos de esta ventaja es degradado por error introducido de termopar efectos en las uniones donde la derivación está conectado a la actual conducción de corriente de los conductores, así como el sentido de las líneas. Adicional fuentes de error va a entrar en la imagen si esta corriente no es de DC así.

Pero, independientemente, de la derivación no va a ser que mucho más precisa que la solución razonable que estoy a punto de sugerir. La diferencia está en el orden de 0.25% (mejor caso) vs 1% (peor caso). Si eres de medición de 10.000 amperios, aunque, lo que es de ±100 entre amigos?

Así que, en conclusión, no utilice una derivación.

Honestamente, se puede pensar que no hay peor opción que la de un shunt. Utilice uno de las docenas de adecuado de Efecto Hall sondas de fijación.

La razón la mayoría de la mano de la abrazadera metros sólo ir hasta tal vez 2.000 es porque mucho más allá de eso y el conductor podría ser demasiado grande o en una forma inusual (amplia y plana de la barra de bus, por ejemplo) que requieren la pinza a ser demasiado grande para ir en cualquier portátil de mano.

Pero que sin duda hacen de pinza o bucle de corriente sondas que tienen rangos de medición no sólo a los 10.000 dólares, pero muy por encima. Tan sólo tiene que utilizar uno de esos. Son de alta calidad, caja fuerte, puramente magnético (operar en el Efecto Hall), totalmente aislado y caracterizado, sensibilidades del orden de 0,3 mV/A.

Algo así como Pinza de Corriente de la Sonda (anteriormente vinculados a su página en Amazon).

Y ellos tienen buenos ventanas enormes, tan grandes como 77 mm a 150 mm, para adaptarse a su cableado. A menos que te hayas ido con algo más exótico... y frío.

De cualquier manera, supongo que el cableado es similar a una de las soluciones en esta imagen:

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De todos modos, divertirse. Ser seguro. Esperemos que no eres un super villano.

32voto

J.B Puntos 41

He trabajado en una locomotora eléctrica de arranque años, ejecutando el compañero alternador en reversa para arrancar el motor de 3 fases del inversor IGBT que hemos desarrollado. Fácilmente nos dieron 10kA por fase de corriente para romper la obstrucción de la locomotora diesel motor. Se midió la corriente de la fase a (control de vectores) con circuito cerrado de hall los sensores de corriente de LEM de la corporación.

Usted puede encontrar los sensores de corriente de hasta 20kA en su página web, se puede hacer personalizado sensores demasiado si usted quiere comprar un montón de ellos:

LEM sensores de corriente

15voto

Spehro Pefhany Puntos 90994

Mi empresa ha proporcionado a los medidores de corriente de hasta 15kA para baños galvánicos. Ellos sólo utilizan derivaciones (50mV o 60mV = 15kA IIRC).

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Si su actual tiene mucho componente de alta frecuencia que puede ser necesario tomar precauciones especiales - no se requiere de mucha inductancia para causar problemas.

También tenga en cuenta que 10kA * 50mV caída es de 500W para que se disipe un poco justo de potencia a plena corriente.

Ambos problemas pueden reducirse o evitarse mediante el uso de la LEM sensores sugerido por JohnD (+1), sin embargo, el costo puede ser mayor en los casos donde un estado relativamente estable de la corriente DC se va a medir.

7voto

rackandboneman Puntos 101

Si hay una manera de ejecutar la configuración del experimento en una corriente baja temporalmente, uno podría escoger cualquier dos puntos de vista en cualquier conductor en la configuración, conecte un voltímetro, calibrar con una corriente conocida y usar que la longitud del conductor como una desviación intrínseca.

5voto

alinani10 Puntos 58

Puede obtener las desviaciones en nivel actual. Aquí le damos una serie de productos de una empresa. Tienen otros modelos y hay otros proveedores.

Desviaciones de la serie G

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