Meranie prúdovým trafom

[medved]

Nazdár, riešim momentálne meranie impulzného prúdu do povedzme 10kA v špičke. Špička trvajúca jednotky ms až 10-20ms. Vybitie kondenzátorov cez tyristory do cievky.
Dá sa nejako rozumne merať tento špičkový prúd ? Celý priebeh na osciloskope. Ideálna by bola pravdaže Rogowshého cievka, no vzhľadom na cenu to nie je veľmi reálne .. riešim myšlienku nad prúdovým trafom, len tam to bude celkom sranda, aby som ho nepresýtil a celé meranie nebolo priveľmi skreslené.. idem nato podobne, ako som meral prúd na DRSSTC
http://www.vn-experimenty.eu/sstc_7/drsstc_box_09_b.jpg
dolné prúdové trafo tam mám 1:20:20 a na merací R, tam to nie je problém.

No čo som narýchlo rátal a aj to neviem, či nato idem správne.. vychádza to veru zaujímavo
1100
10kA-100A-1A
merací R 1ohm
Ur=1V pri 10kA
jadro som našiel na semic.cz, teraz neviem ktoré to bolo, prierez S bol 3*10^-4m2

aby som bol do hranici presýtenia to vychádza nejako takto:
3kA 32ms 0,32T
4kA 24ms 0,32T
5kA 19,2ms 0,32T
...
8kA 12ms 0,32T
10kA 9,6ms 0,32T

limitné hodnoty, no len tam sú 2 jadra spojené.. čo to druhé, kde ide z 10kA na 100A... a ešte aby som tam vopchal tých 100z na jadro vhodného priemeru, aby pri tom pulze do 100A nezadymilo.. nejaké nápady

otázka je, či idem nato vôbec správne a bude niečo také použiteľné ?

[medved]

pokračovanie uvažovania.. ak by som dal ešte väčšie jadro napr. s týmto som rátal, 2 za sebou, ako na foto hore v linku
https://www.semic.sk/sk-detail-171475-l ... cf265.html

merací R=1ohm alebo len 0,5ohm
meranie od 3kA do 14kA impulz
napätie na meracom R od 0,3V do 1,4V alebo 0,15V až 0,7V pri 1100

potom pre limit 0,32T to vychádza pre 1ohm a 0,5ohm následovne, limit dĺžky pulzu pri danom prúde
3kA - 42,47ms - 84,94ms
5kA - 25,48ms - 50,96ms
10kA - 12,74ms - 25,48ms
14kA - 9,1ms - 18,2ms

To vyzerá podstatne lepšie a mal by som sa do toho v pohode pekne zmestiť, snáď nebudem prekvapený. Jadro má v priemere 10,2cm a vnútorný priemer 6,58cm tak tam sa už 100z schopnejším vodičom zmestí, čo znesie 100A pulz. Len stále je tu otázka či to správne rátam na 2 takto spojené jadra za sebou 1100 alebo je to takto zle

[jenda23]

Jakej problém by byl prostě jen bočník....

[breta1]

Podle čeho si počítal, že v jádru bude 0,32T?
To jakože ten vodič, kterým poteče impulzně 14kA, bude prostrčený tím toroidem?

[medved]

No aj nad bočníkom som už uvažoval a asi by to bolo aj lepšie riešenie, jeden v práci som aj dnes našiel 40A 40mV 1mR .. už som si ho aj vzal domov na pulz by mohol postačiť.

0,32T som si určil, ako hranicu, je to pri jadre uvedené Bsat=0,32T a k tomu som len dopočítal max dĺžku pulzu k rôznym prúdom. Neviem, akú až špičku mám očakávať, ale viem zhruba, aké až tam môžu byť a v akom pásme sa orientovať. Reálne potom možno budem prekvapený a bude nižšia a dlhšia alebo naopak.. to zistím až potom. Len by to bolo fajn mať čím merať.
A hej hej hrubý vodič cez jadro.. 14kA tam až ani nechcem a asi ani nedosiahnem reálne.. niekde pod 10kA.

[breta1]

Buď ty nebo já někde děláme chybu.
Při tomto typu jádra ur=5000 s délkou siločáry 255 mm by špička 14kA vyvolala magnetickou indukci v jádře 350T !!!
(zkus to překontrolovat)

K tomu měření bočníkem.
Záleží, jakou požaduješ přesnost. Když nevelkou, možná by stačil měřit úbytek napětí přímo na přívodním vodiči.

[misocko]

ja mam bocnik s vyvedenym koaxialom zo starej osciloskopickej sondy asi 10cm , az nan napajam sondu osciloskopu aby pripojenie sondy skopu a teda ja "zavit" ktory vznikne pripojenim uzemnovacieho kablika sondy bol co najdalej od velkych prudov , aby sa v nom neindukoval bordel. To co sa ti indukuje bokom sa da otestovat tak ze jeden z kablikov odpojis od bocnika, pripojis ho na ten druhy kablik na druhej strane bocnika (vlatne si skratujes svoje meradlo ale nechaz ho pripojene na jednu stranu bocnika) a spravis impulz.
zatial som na max 7kA.

[daqq]

Ak je problem to riesit jednym prudovym transformatorom, mozes to mozno rozdelit na viacero rovnakych a tie spojit seriovo? Ak tam mas masivny prud cez jeden vodic, tak ten vodic rozdelis napr. na 5, kazde rozdelenie prevleces cez nezavisly prudovy transformator s vlastnym zatazovacim odporom a pospajas vystupy do serie. Malo by to pracovat a tiez ti to zmensi parazitnu indukcnost

S prudovymi trafakmi mam skusenosti, ale v trocha inej oblasti takych 20A ale 2us dlzka impulzu, 100n nabezne hrany.

[misocko]

podla mna bocnik nejvernejsie opise tvar krivky, "ziadna" pridavna indukcnost, kapacita.
Predsalen trafak, indukcnost, parazitna kapacita (medzizavit na sekundari), dalsi odpor (idealne bezindukcny) na ktorom to meras - a to si hned na bocniku, akurat si pridal trafo.
alebo sa mylim?
ja som sice nerobil ziadne projekty a som v tomto amater, ale nejake marania mam spravene a trafo mi prislo vzdy iba ako "informativne" na urcenie nejakeho staleho odberu a podobne, nie na odsledovanie jednotlivej krivky (mozno špičky ale nie krivky), ale ako pisem , som amater.
Cez vikend ak sa budem vislovene nudit tak skusim nieco pomerat

[daqq]

podla mna bocnik nejvernejsie opise tvar krivky, "ziadna" pridavna indukcnost, kapacita.

Ano, ale. Pridanie bocniku je vyrazny zasah do zapojenia a nie je to oddelene meranie. Osciloskop ma bezne GND napojeny na zem, cim ti moze vzniknut zemniace peklo. Ak chces merat prud cez nieco co je voci zemi posunute o napr. 500V tak mas celkom problem zmerat osciloskopom (existuju osciloskopy ktore maju galvanicky oddelene kanaly, ale to je skorej vynimka ( https://cleverscope.com/products/CS448 )).

Naopak prudove trafo vies nasunut/nacvaknut bez vacsich problemov na existujuci spoj bez rozpajania. Co sa tyka parazitnej indukcnosti, ano, pridava ti tam daku, no nie vela - jeden zavit, moze to byt par 100 nH (samozrejme podla typu jadra apod). Ano, aj toto moze byt vela, podla situacie. A taketo trafo vies perfektne galvanicky oddelit od systemu (celkom jednoducho sa da spravit trafo s izolacnym napatim v desiatkach kilovoltov).

[jenda23]

" Osciloskop ma bezne GND napojeny na zem, cim ti moze vzniknut zemniace peklo."...... a proto Bůh osmý den po práci strvořil oddělovací transformátor ano v určitých situacích mohou dělat problém i kapacitní vazby v transformátoru.

[daqq]

Da sa vselico, neexistuje jedno riesenie ktore je najvhodnejsie pre kazdu situaciu

[jenda23]

S tim souhlasim, pro todle je zcela nejlepší ten osciloskop s galvanicky oddělenýma vstupama, jen ta cena

[medved]

Buď ty nebo já někde děláme chybu.
Při tomto typu jádra ur=5000 s délkou siločáry 255 mm by špička 14kA vyvolala magnetickou indukci v jádře 350T !!!
(zkus to překontrolovat)

Ako si to rátal ? Akosi som nenašiel nič poriadne o tom na nete, no rátal som to cez B=(U*t)/(N*S), resp. vyjadril som si t a dorátal dĺžky časov pri 0,32T a rôznych prúdoch, teda napätí U na meracom R. No neviem, či takto sa to dá tiež brať pri takomto impulze a ešte sú tam 2 trafka za sebou, čo mi to zamotáva ešte viac.

ja mam bocnik s vyvedenym koaxialom zo starej osciloskopickej sondy asi 10cm

fajn tip

daqq: ja som už robil takéto prúdové trafka 2 v sérií za sebou, ale na DRSSTC, kde mám 400Apk a pulzy 20-80us tak to je predsa niekde inde, ako nejaký jeden pulz do 10kA s časom jednotky ms až 10-20ms. Tam som ani žiadne sýtenie a pod. počty neriešil, len pomer a je to úplne bezproblémové.

Páči sa mi však aj ta myšlienka toho bočníka pre jednoduchosť a hlavne už nejaký mám aj doma (40A 40mV 1mR), tak s ním by sa niečo dalo. Na osciloskop predsa stačí oddeľovacie trafo, alebo prečo práve galvanický oddelené vstupy ? Ono ja by som aj tak dal ten bočník na meranie dole pod tyristor a cievku na zem, takže tento problém by som ani neriešil.

[jenda23]

Tak osciloskop s galvanicky oddělenýma vstupama je dobrej hlavně tam kde potřebuješ měřit nezávisle ve více místech jednoho obvodu zaráz, to s oddělovacím transformátorem nelze. To pak řešej diferenciální sondy, jejichž cena se vyrovnává osciloskopu samýmu. Navíc galvanicky oddělený vstupy ti přeci jen dávaj výhodu menších parazitních kapacit, a indukčností mezi oddělovanými obvody. pokud bys chtěl nějakej bočník mám možnost sehnat až do hodnot 3000A/60mV. Při takovýhlech proudech a strmosti pulzu se značně začínaj projevovat veškerý parazitický kapacity a měřit v těchto obvodech s nějakou věrností je docela duchařina. V práci mam několikatery proudový kleště pro připojení k osciloskopu, ovšem pro spolehlivý měření rychlých dějů stejně sahám po klasickým bočníku.

[spin90]

Tie rogowskeho cievky ste niekto neskusal vyrabat ? Ja som videl na katedre ze to niekto vyrabal, ale kvalitu neviem posudit. Zavisi od rovnomernosti zavitov pravdaze.

[breta1]

Buď ty nebo já někde děláme chybu.
Při tomto typu jádra ur=5000 s délkou siločáry 255 mm by špička 14kA vyvolala magnetickou indukci v jádře 350T !!!
(zkus to překontrolovat)

Ako si to rátal ? Akosi som nenašiel nič poriadne o tom na nete, no rátal som to cez B=(U*t)/(N*S), resp. vyjadril som si t a dorátal dĺžky časov pri 0,32T a rôznych prúdoch, teda napätí U na meracom R. No neviem, či takto sa to dá tiež brať pri takomto impulze a ešte sú tam 2 trafka za sebou, čo mi to zamotáva ešte viac.

Proudový transformátor do měřeného obvodu prakticky nezanáší žádnou indukčnost, která by ovlivňovala rychlost nárůstu procházejícího proudu, tedy průběh proudu je stejný, prochází-li proud tím měřícím trafem nebo jde mimo něj.
S využitím známých vztahů pro intenzitu magnetického pole H=NI/l (N je počet provléknutých vodičů, zde N=1, I je proud - zde 14kA, l je délka siločáry v toroidu - zde 0,255m) a magnetické indukce B=uH (u=uo * ur, - uo je permeabilita vakua 4Π*10 exp-7, ur je relativní permeabilita, zde 5000), pak vychází (pokud jsem se nesekl) právě velikost magnetické indukce v jádru B=350T

[pin]

Ten výpočet vychádza z Ampérovho zákona, pokiaľ sa neuvažuje prúd v sekundári. V prúdovom trafe je však sekundár prakticky v skrate a indukované napätie cezeň tlačí prúd, ktorý znižuje magnetický tok v jadre. Tým sa výpočet komplikuje, odhadom možno zobrať sýtenie jadra ako polovičné, 175 T. Takže pre ten prúd je to jadro tak či tak nevhodné.

[daqq]

Tie rogowskeho cievky ste niekto neskusal vyrabat ? Ja som videl na katedre ze to niekto vyrabal, ale kvalitu neviem posudit. Zavisi od rovnomernosti zavitov pravdaze.

Zaujimavy clanok k teme:
http://www.ti.com/lit/ug/tidubv4a/tidubv4a.pdf

[misocko]

Tie rogowskeho cievky ste niekto neskusal vyrabat ? Ja som videl na katedre ze to niekto vyrabal, ale kvalitu neviem posudit. Zavisi od rovnomernosti zavitov pravdaze.

no kedze toto vidim prvykrat, asi cez vikend nieco namotam a porovnam bocnik, prudove trafo (pozrem ake naj mam) , rogowskeho cievku (zoberiem z roboty rozne priemery hadiciek a namotam nieco) , pripadne aj nejaky hall , ci uz kompenzovany ako celok (mam nieco od VAC na 500A) alebo len tak hall senzor.