10,000 A DC를 어떻게 측정합니까?

약 10,000 A의 전류를 측정하는 표준 방법은 무엇입니까? DC 클램프 미터의 스케일은 최대 2,000A로 보입니다.

편집하다

이 질문의 일부 배경 :

나는 고등 물리학 교사이며 울트라 커패시터 방전으로 인한 고전류를 사용하여 고전적인 실험을 개선하려고 노력하고 있습니다.

특히이 "점프 링"실험에서와 같이 매우 짧은 시간 동안 울트라 커패시터의 방전 전류를 측정하는 좋은 방법을 찾고 있습니다.

Thomson의 점프 링 실험의 안전하고 효과적인 수정

이 질문에 대한 두 번째 동기는 단지 오늘날 이러한 고전류를 측정하는 일반적인 방법이 무엇인지에 대한 나의 배경 지식에 대한 호기심에서 그것을 알고 싶기 때문입니다.

아니요, DC 클램프 프로브의 스케일은 ± 10,000A보다 훨씬 높습니다. 아무도 ± 12000A DC에서 40kHz 전류 프로브가 더 이상 필요하지 않은지 아마존을 확인하지 않습니까?
농담입니다. 그러나 아마존에서 완전히 구입할 수 있습니다. 그리고 재고가 10 개 있습니다. 그들 중 누구도 Amazon Prime에 적합하지 않습니다. :(.

당신이 무엇을하든, 션트를 사용하라고 말하는 모든 사람들을 무시하십시오. 션트를 사용하지 마십시오. 이 애플리케이션에서 션트를 사용하면 측정 정확도면에서 약간의 엣지와 엄청나게 큰 단점 외에는 이점이 없습니다.

션트가 끔찍한 아이디어 인 이유 :

1. 합리적인 분해능을 가질 수있는 도체 (분로)의 저항 전압을 측정하여 작동하는 솔루션은 엄청나게 큰 전압 강하가 필요합니다. 다른 포스터에서 언급했듯이 일반적인 50mV 션트는 500W를 소비합니다. 전력 소비량이 1 와트 미만인 전류를 측정 할 수있는 경우 이는 무책임하게 큰 에너지 낭비입니다.

2. 항상 자체 능동 냉각이 필요합니다. 따라서 훨씬 더 많은 에너지가 낭비되지만 더 중요한 것은 전력 분배 시스템에 단일 장애 지점을 도입 한 것입니다. 션트 냉각이 실패하거나 성능이 저하되어 션트가 녹아서 세계에서 가장 고가이며 가장 느린 10kA처럼 작동하는 경우 10kA 정도의 수동으로 수행 할 수 있었던 것은 매우 빠르게 실패합니다. 이제까지 만들어진 퓨즈.

3. 악어 클립과 바나나 잭을 사용하여 10kA 용량 케이블과 함께 10kA 션트를 자연스럽게 직렬로 연결하지는 않습니다. 케이블 연결과 같은 장치를 직렬로 설치하는 것은 쉽지 않은 일이며, 변덕스럽게 쉽게 제거 할 수있는 것은 아닙니다. 시스템에서 영구적 인 책임이 될 것으로 기대합니다.

4. 케이블이 1V에서 어떤 이유로 든 10kA를 전달하는지 상관하지 않습니다. 어떤 측정 장비에서도 전기 절연이 필요합니다. 10kA는 많은 전류이며 자기장에만 무서운 양의 에너지를 저장하는 데 도움이되지 않습니다.

   나는 그것을 운반 할 수있는 와이어 또는 버스 바의 치수가 무엇인지 알지 못하지만 상대적으로 인덕턴스가 낮은 지오메트리 인 지름 2 인치의 단단한 구리 극을 사용합시다. 간단하고 직선 인 경우 미터당 ~ 728nH의 인덕턴스를 갖습니다. 10kA에서이 도체는 자기장에만 약 35J의 에너지가 저장됩니다!

   물론 실제로는 리턴 컨덕터가 가까워 질수록 훨씬 낮아지고 아마도 크고 평평한 버스 바일 것이므로 인덕턴스가 더 낮아집니다.

   그러나 여전히 그렇습니다. 10kA 케이블을 계획하여 문제가 발생했을 때 연결된 모든 장치에서 눈에 띄는 고장을 유발해야합니다. $ 1800 NI DAQ 보드와 같은 것들을 포함합니다. Murphy의 법칙에서 파생 될 수있는 법률이 있는데, 이는 데이터 수집 장비가 비싸면 클수록 결함이 발생할 경우 더 철저히 파괴 될 것이라고 명시하고 있습니다.

   나는 농담하지만, 당신은 내 요점을 얻습니다-고립은이 상황에서 해산 될 것이 아닙니다.

션트를 사용해야하는 이유는 정확도입니다.

션트가 실제 전류 운반 도체 및 감지 선에 연결된 접점에서 열전대 효과로 인한 오류로 인해 이러한 이점 중 일부가 저하 될 것으로 예상합니다. 이 전류가 DC가 아닌 경우 추가 오류 소스가 영상에 입력됩니다.

그러나,에 관계없이, 션트가 될 수 없습니다 그것이 훨씬 더 정확 내가 제안하는 대한 생각 합리적인 솔루션보다. 차이는 0.25 % (최고의 경우) 대 1 % (최악의 경우)입니다. 10,000 암페어를 측정하는 경우 친구 사이에서 ± 100A는 무엇입니까?

결론적으로 션트를 사용하지 마십시오.

나는 솔직히 션트보다 더 나쁜 옵션을 생각할 수 없다 . 수십 가지의 적합한 홀 효과 클램프 온 프로브 중 하나를 사용하십시오.

대부분의 핸드 헬드 클램프 미터가 2,000A까지 올라가는 이유는 그 범위를 훨씬 넘어서고 도체가 너무 크거나 클램프가 너무 커야하는 비정상적인 모양 (예 : 넓고 평평한 버스 바)이기 때문입니다. 휴대용으로 휴대 할 수있는 큰 물건.

그러나 측정 범위가 10,000A 일뿐만 아니라 그보다 훨씬 높은 클램프 온 또는 루프 전류 프로브를 확실히 만듭니다. 따라서 그중 하나를 사용하십시오. 고품질, 안전, 순수 자기 (홀 효과에서 작동), 완전 절연 및 특성화, 0.3mV / A 정도의 감도입니다.

같은 뭔가 클램프에 전류 프로브 (이전 아마존의 페이지에 링크).

또한 케이블 연결에 적합한 77mm ~ 150mm의 큰 창을 가지고 있습니다. 당신은 이국적인 뭔가 ...와 함께 갔어요하지 않는 한 진정.

어느 쪽이든, 케이블 연결 이이 그림의 솔루션 중 하나와 비슷하다고 가정합니다.

어쨌든 재미있게 보내십시오. 안전한. 잘만되면 당신은 슈퍼 악당이 아닙니다.

나는 몇 년 전에 전기 기관차 스타터에서 일했고, 우리가 개발 한 3 상 IGBT 인버터로 엔진을 시동하기 위해 동반 발전기를 역으로 구동했습니다. 우리는 기관차 디젤 엔진의 stiction을 깨기 위해 전류의 위상 당 10kA를 쉽게 얻었습니다. LEM Corporation의 폐 루프 홀 전류 센서로 위상 전류 (벡터 제어용)를 측정했습니다.

웹 사이트에서 최대 20kA의 현재 센서를 찾을 수 있으며 많은 센서를 구매하려는 경우 맞춤형 센서도 사용할 수 있습니다.

LEM 전류 센서

우리 회사는 도금 욕을 위해 15kA까지 전류 미터를 제공했습니다. 그들은 션트 (50mV 또는 60mV = 15kA IIRC)를 사용했습니다.

전류에 고주파 성분이 많은 경우 특별한 예방 조치를 취해야 할 수도 있습니다. 문제를 일으키는 데 많은 인덕턴스가 필요하지 않습니다.

또한 10kA * 50mV 드롭은 500W이므로 전체 전류에서 상당한 양의 전력을 소비합니다.

JohnD (+1)가 제안한 LEM 센서를 사용하여 위의 두 가지 문제를 줄이거 나 피할 수 있지만 비교적 안정적인 DC 전류를 측정해야하는 경우 비용이 더 많이들 수 있습니다.

더 낮은 전류에서 실험 설정을 일시적으로 실행하는 방법이있는 경우 설정의 도체에서 노출 된 두 지점을 선택하고 전압계를 연결하고 알려진 전류로 보정 한 후 해당 길이의 도체를 고유 분로로 사용할 수 있습니다. .

현재 레벨에서 션트를 얻을 수 있습니다. 다음은 한 회사의 제품 시리즈입니다. 그들은 다른 모델을 가지고 있으며 다른 공급 업체가 있습니다.

시리즈 G 분로

50V 이하에서 시작하여 10kA를 만드는 캡 방전

무엇을 계산할 가치가 있습니다 | Z | 나는 그것을 더 이상 다음도하지 않습니다 .... 그 해제를 당길 수있다 , 그 대부분은 유도 성 다음 값이 인덕턴스가 제한되므로 더 낮은 할 필요가있는 경우 상승률. $5 \cdot 10^{-3} \Omega$

일반적으로 빠른 고전류 펄스의 시작점은 캡 뱅크와 펄스 형성 네트워크에서 몇 배 더 많은 전압입니다.

나는 rogowski 제안에 이어 두 번째로, 그들은 행동을 볼만큼 빠르며 최소한의 부담을 부과합니다.

이것은 펄스 애플리케이션이므로 손실은 케이블 크기에 많은 영향을 미치지 않지만 형상은 인덕턴스 제어에 중요합니다. 루프 영역을 최소화하기 위해 얇은 절연으로 분리 된 넓은 구리 포일을 생각하십시오. 도체 사이의 자기장에 의해 유도됩니다.$I^2R$

에너지를 상대적으로 작게 유지하십시오 (큰 캡은 자체 인덕턴스를 낳기 때문에 큰 도움이되지 않습니다) 및 작은 에너지 레벨 == 안전한 에너지 레벨.

나는 당신이 50V 캡 뱅크에서 10kA를 쉽게 공급할 것이라고 생각하지 않지만, 관심을 가지고 시도의 말을 기다립니다.

약 50 Ohm 신호와 슈퍼 캡보다 ESR이 낮은 션트를 생각하면 50mV가 방전 전류 센서에 가장 적합합니다.

1/2 "구리 배관을 사용하고 표준 50mV 강하를 만들 것입니다. 다른 고문들은 총 전력 손실 / 방전 비율이 합리적으로 효율적이고 지속 시간이 매우 짧기 때문에 줄에서 상대적으로 낮은 에너지 손실을 고려하지 않았을 수도 있습니다. 1'C.

ESR * C = Td, 방전 시간을 결정해야합니다.

• 그런 다음 1 / Td에서 손실이 적은 양호한 동축 케이블을 사용하고 울림없이 완벽하게 평평한 감지 펄스로 50 Ohm 종단 스코프를 사용하고 펄스 Td보다 빠르게 응답합니다.

100m 미만의 50mV 펄스를 생성하기위한 500W 손실은 10kA에서도 매우 낮은 에너지입니다.

나는이 방법을 100kA에 정확하게 사용했으며 유일하게 트릭은 유도 크로스 토크 (EMI)를 제거하는 것이었지만 1 피트 션트에 6 "솔리드 구리 암을 사용하여 50mV 풀 스케일을 얻었습니다.

• 신호와 리턴 길이에 대한 완벽한 대칭을 위해 길이 사이의 반 강성 동축을 사용하여 탭 소스에서만 종단 처리 된 차폐 접지를 가진 직각 라우팅 동축에 연결합니다.

동축이 고전류 경로에 대해 완벽한 직각으로 배치되지 않으면 안테나 커플 링 오류가 발생합니다. 분명히 구리 튜브에 연결하려면 프로판 토치로 납땜 한 넓은 구리 플랜지가 필요하며 짧은 용접기 와이어 또는 무거운 Litz 와이어가 100nH 미만으로 인덕턴스를 낮추기 위해 더 낮습니다.

대부분의 다른 답변에서는 10KA를 지속적으로 측정한다고 가정했습니다 . 그러나 참조 된 용도는 약 5 밀리 초의 펄스 에 대해서만 사용됨을 보여줍니다 . 이 짧은 시간으로 인해 측정을 수행 할 수있는 유일한 방법은 스토리지 범위를 사용하여 파형을 캡처하는 것입니다.
또한 '스코프에 연결된 센서가 필요합니다. 션트 또는 클램프인지 여부는 사용중인 범위와 "일치"하는 한 중요하지 않습니다.

적절한 안전 조치를 구현하고 준수해야합니다 (참조 된 실험에서와 같이).

13 살 때 비슷한 실험을했고 매니 폴드 사이에 구리 파이프가 납땜 된 한 쌍의 구리 매니 폴드를 만들었습니다. 효과적으로 분로. 그런 다음 홀 클램프를 걸고 스코프를 사용하여 펄스를 측정하고 곡선 아래 영역을 통합했습니다.

나는 그것을 할 수있는 더 좋은 방법이 많이 있다고 확신하지만 범위와 가정용 도구를 사용하여 13 세까지는 효과가있었습니다. 아마도 두 개의 구리 버스 바를 사용하고 그들 사이에 용접 와이어 분로를 만들 수 있습니다.

도시의 고철 가게와 전자 제품 정크 잉여 매장으로 이동하면 항상 많은 흥미로운 물건을 얻었고, 대부분은 나에게 줬습니다.

내 제안은 링 / 힘의 변위를 측정하고 전류로 다시 돌아가는 것입니다.

또는 전자석의 아름다움을 하나 만들어서 교실 반대편에서 필드를 측정 할 수도 있습니다.

극도로 큰 전류를 측정하는 방법에 대한 질문의 일반적인 부분과 관련하여, FOCS라고 불리는 장치가 있으며, 이는 패러데이 효과를 사용하여 와이어의 자기장을 결정한 다음 전류를 계산합니다. 예를 들어 ABB 는 최대 500kA DC 측정 용 장치를 판매합니다. 참조 : http://www.ee.co.za/wp-content/uploads/legacy/ABB%20Innovation%20in%20high%20DC.pdf

정상 상태 전류를 측정하는 방법을 알려 드릴 수 없습니다. 그러나 맥박 측정에 관심이있는 것 같습니다. 도체 중 하나가 충분히 절연 된 경우 고전류와 평행 한 한쪽면이 근처에 직사각형 루프를 배치 할 수 있습니다. 유도 전압을 측정하고 오실로스코프로 기록하십시오. 그것은 당신에게 당신의 현재의 파생물을 줄 것입니다. 감지 루프에는 전류가 거의 흐르지 않으므로 션트가있을 수 있으므로 측정되는 전류에 미치는 영향은 무시할 수 있습니다.

루프 치수의 몇 배에 걸쳐 전류 컨덕터의 절연 된 직선 섹션이 있어야합니다. 필드의 원통형 대칭을 망칠 다른 도체 나 강자성체가 없습니다! 교정은 주 전류 도체와 관련하여 루프를 얼마나 정확하게 구축하고 위치시키는 지에 달려 있습니다. 물리학 자이기 때문에 μ̻를 찾아 헤비 전류 도체에 평행 한 루프 세그먼트에서 유도 전압 (volt-seconds / amp)을 계산할 수 있다고 생각합니다. 루프의 뒤쪽 가장자리에 유도 된 전압을 빼십시오!

dI / dt를 감지하고 기록했습니다. 실제 전류를 얻으려면 두 가지 방법이 있습니다. 오실로스코프가 지원하는 경우 샘플링되고 양자화 된 오실로스코프 데이터를 스프레드 시트로 전송 한 다음 통합하여 실제 전류를 얻습니다. 또는 스코프와 전류 속도 센서 루프 사이에 아날로그 적분기를 사용할 수 있습니다.

귀납은 단순한 이론이 아니다. 이것은 진짜 작동한다.

약 10,000 A의 전류를 측정하는 표준 방법은 무엇입니까? DC 클램프 미터의 스케일은 최대 2,000A로 보입니다.

방전 전류는 아마도 이런 종류의 전류 근처에는 없을 것입니다.

그렇게 말하면, 전류 변압기는 간단하고 효과적이며 저렴합니다. 도체 주위에 전선이 루핑해야합니다.

그러나 교정하는 것은 까다로울 수 있습니다.

그 중 일부는 홀 효과 센서를 사용해보십시오.-> 도체에서 멀리 떨어 뜨려 놓으십시오. 나는 그들의 동적 특성에 대해 확신하지 못합니다-여기서 중요한 것 같습니다.

또 다른 아이디어 : 10,000amp를 유지하지 않는다고 가정하면 스키니 와이어를 사용할 가능성이 큽니다. 그것으로, 당신은 두 지점을 집어 두 지점에 대한 전압 강하를 측정 할 수 있습니다. 일정 시간 동안 전류가 유지되지 않으면 자체 가열은 문제가되지 않습니다.

기본적으로 도체 자체는 샘플링 저항입니다.

비눗물 구리 막대를 도관으로 사용하는 경우 작동하지 않습니다.