Коммутация напряжения 70мВ 200А

[dimchik_b]

[QUOTE=AlexxZ;326554]Друзья! Нас просто разводят. Указанным сопротивлением обладает медный куб прибл 10х10х10см и весом в 8кг. Выделяемая мощность на этом кубе при таком токе будет 14квт. Попробуйте эффективно отвести 14квт с такого маленького объема. [/QUOTE
Или сопротивление медного бруска сечением 1 кв.м и длиной 10 м. Вес, правда, 90 т. Но, сами понимаете, что 14 кВт ему - что слону дробина.

А без охлаждения через 5 минмедный куб расплавится.

Ну, это ваши фантазии! Плавиться он подольше будет!

[dimchik_b]

Давайте посчитаем. Исходный ток 200000 А, сопротивление шунта 0.3125 мкОм.

U=200000*0.0000003125=62.5 мВ.

Далее, как-то ответвляем 200 А в калибровочный шунт 0.1 мОм. Остается 199800 А.

На калибровочном шунте U=200*0.0001=20 мВ.
На основом шунте теперь U=199800*0.0000003125=62.4375 мВ, то есть оно упало на 62.5 мкВ.

Теперь предположим, что сопротивление основного шунта на 0.2% выше = 0.313125 мкОм. Тогда на нем вначале U=200000*0.0000003125=62.625 мВ, а после подключения калибровочного шунта U=199800*0.000000313125=62.562375 мВ. Значит, разница 62.625 мкВ.
Итого, при изменении сопротивления основного шунта на 0.2% изменение падения напряжения на нем при калибровке составит 0.19 мкВ. Это составляет 0.0003% от измеряемой величины (62.5 мВ). Сможете померить с такой точностью? Кстати, при небольших колебаниях температуры вдоль измерительных проводов будет возникать термоЭДС, величина которой будет заметно больше, чем 0.19 мкВ.

Второй момент - это стабильность тока в процессе калибровки. Вы можете гарантировать, что за время калибровки ток будет поддерживаться со стабильностью не хуже 0.0003%? Это 0.6 А?

Если, как предлагали, вкачивать допонительно образцовые, скажем, 200 А, но не постоянных, а переменных, то можно решить несколько проблем. Во-первых, избавляемся от падения напряжения основного тока и термоЭДС - они постоянные. Отфильтровав частоту образцового тока (она, конечно, должна быть не 50 Гц), избавимся и от шумов и от нестабильности основного тока. Остается померить 62.5 мкВ с точностью 0.2% (неслабые требования к фильтру). Что, конечно, тоже впечатляет.

Еще одна большая тема - государственная метрологическая аттестация. Поскольку этот прибор будет использоваться при расчетах между поставщиком и потребителем, он должен пройти обязательную государственную метрологическую аттестацию. Поэтому, когда определитесь со схемотехникой и придете к выводу, что вам это по силам, отложите работу и найдите метрологический центр, способный аттестовать ваш наноомметр, способный измерять с необходимой точностью сопротивление в работающей схеме. Потом узнайте у них, сколько это будет стоить? И сколько будет стоить последующая госповерка и с какой периодичностью она должна выполняться. И тогда вы поймете, что 6 млн. руб. за оптоволоконный амперметр - это не так и дорого. Впрочем, про госповерку можете не выяснять - оптоволоконный тоже поверять придется. И только потом, если вас устроят цифры, стоит пробовать реализовать идею в железе.

ЗЫ топикстартер пишет, что оптоволоконный прибор буржуйский - тоже добро пожаловать на государственную метрологическую аттестацию. Короче, ИМХО, метрологический аспект в данной задаче - самый темный. И тут нужна профессиональная консультация.

[mikaleus]

Уважаемый Aмако по поводу НИИ то есть анекдот:
"Почему у нас есть НИИ "Проблем ...", но нет НИИ "Решения этих проблем"?". Эта сиситема, которая не решает Вашу проблему, зато создаст много новых...
Кроме того, хотелось увидеть КАК подвозят, например, трансформаторы напряжения или трансформатора тока с выскоковольтных подстанций на поверку? Тут обычно действуют по принципу "если не гора не идёт к Магомеду, то Магомед идёт к горе".
По поводу оптических датчиков: оптоволовонные датчики в настоящий момент делают на основе интерференции (одномодовые оптоволокна создают элиптическую поляризацию, если плоскость поляризации на будет совпадать с плоскостью поляризации отражённого луча, многомодовые через определённое расстояние почти полностью разрушают информацию о поляризации - тут, как раз можно измерять температуру воды в Чёрном море, когда туда выливают стакан кипятка). Пускают два, расщеплённых из одного, световых пучка в разных направлениях, сводят их и по изменению интерференционной картины можно измерять изменение тока в измеряемом токопроводе. Тут тоже есть проблема: интерференционная картина имеет преиодическую структуру и для измерения постоянного тока нужна калибровка прибора.
По поводу вообще метода измерения добавлением параллельно другого шунта, то на мой взгляд при данных требованиях к точности - практически не реализуемо.

[feoktistov_va]

Главная задача, как я понял - контролировать, изменилось ли сопротивление шунта в процессе работы.
Я не видал шунтов на ток в 200 КА, но скорее всего это пластина с большой площадью поверхности и с большим поперечным сечением. Падение напряжения на этой пластине должно мериться в точках, удаленных от мест контактов пластины и подключаемого кабеля, чтобы не влияла нестабильность сопротивления этих контактов. На сопротивление участка шунта между точками измерения может влиять только температура пластины и коррозия от окружающей агрессивной среды. Больше я не придумал, что еще может повлиять. Вот эти переменные и надо контролировать. Температурная зависимость должна быть известна, а проблема защиты металла от коррозии стоит перед человечеством давно, решений полно, осталось только подобрать подходящее.

[i-mir]

Проблема нестандартных задач не в классических расчетах ТОЭ, которые по сути правильные, а в технологии применения результатов. Когда вместо точки присоединения элементов (например шунта) у вас плоскость (пластина) или еще хуже объем (медный параллелепипед), то сложность задачи возрастает на порядки. Например, в этом случае классическая модель протекания токов уже негодится, т.к. пока нет инструмента измерения распределенных токов в объеме с заданной точностью, а значит нет и подтверждения корректности моделирования.

Я бросил "зерно" в посте #81, но на благодатную почву оно еще не попало, хотя варианты оптики имеют место быть (пост #90). С другой стороны, все зависит от топикстартера, например хотелось бы узнать как сейчас эта проблема решается в электроснабжении.

[mikaleus]

1) Интересует интегральный параметр: сила тока
2) Измерять можно и оптикой, один из методов описал в предыдущем посте. Есть и другой метод поляризационный. При такой напряженности поля (порядка 500-200 кА/м, в зависимости от расстояния) можно в качестве датчика использовании обычного оптического стекла (лучше "флинт") - обладает высокой линейностью и низкой чувствительностью. Измеритель может быть построен по компенсационной схеме, или по схеме непосредственного измерения, или по схеме с временной развёрткой (ШИМ модулятором).
3) Но проблема оптических датчиков связана именно с тем, что нужно точно измерять расстояния. Когда я предложил измерять силовое воздействие на рамку с током, то мне возразили, что проблематично выдержать точное расстояние. Хотя, на мой взгляд, это не правда - было бы желание можно сделать.

[ubi]

В качестве коммутатора можно использовать вакуумный выключатель, точнее один полюс трёхфазного вакуумного вылючателя или все три.Вакуумная дугогасительная камера обеспечит необходимые параметры.

[Julico]

Разделим мухи и котлеты. Напряжение на шунте пусть меряют со всеми имеющимися флюктуациями. Остается контролировать сопротивление шунта (а вдруг оно меняется от Бог знает чего...). Вкачиваем в шунт переменный ток 200А умеренной частоты (очевидно с помощью трансформатора (черт побери, а может с помощью индукции прямо в шунт?)) и снимаем переменное напряжение с шунта. Для селекции это напряжение перемножаем на то что вкачиваем в трансформаторе и интегрируем в разумных пределах результат. На выходе получаем косвенное значение сопротивления шунта.

[Godzilla82]

Напряжение на рабочем шунте 0,07 В значительно меньше напряжения 2 В источника тока на аккумуляторе, поэтому величина дополнительного тока, вкачиваемого в рабочий шунт от такого источника тока практически определяется только напряжением аккумулятора и токоограничивающим резистором, включенным последовательно с этим аккумулятором.

У аккумулятора есть внутреннее сопротивление. Оно и ограничивает ток короткого замыкания. Поскольку сопротивление шунта 0,35 мкОм (если и правда 70 мВ и 200 000 А).

Чтобы АКБ мог дать ток 200 А при 2 В его внутреннее сопротивление должно быть не больше 10 мОм. Чем ток задавать будете? Да ещё и с точностью 0,2%?

[mikaleus]

А кто сказал, что вносимый ток будет идти ТОЛЬКО через шунт? А источник сигнала? Или это нечто с бесконечно большим сопротивлением? А постоянная составляющая, котроая пойдет через трансформатор тока её куда девать? или отсекать конденсаторами??? Представьте себе номинал такого конденсатора..