Kundenspezifische Strommonitore

Definieren Sie zunächst den zu erwartenden Spitzenstrom, die Impulsdauer, die Wiederholrate und die 10–90-%-Anstiegszeit. Sowohl die Spitzenstrombewertung als auch der I·t-Grenzwert müssen über den Werten der Anwendung liegen, da ein Monitor zwar die Spitzenstromanforderung erfüllen kann, aber dennoch in Sättigung gerät, wenn der Impuls zu lange dauert. Wählen Sie eine nutzbare Anstiegszeit, die kürzer ist als die Anstiegszeit des Signals, und schätzen Sie dann die Abweichung des flachen Plateaus ab, indem Sie den Droop in %/ms mit der Impulsdauer in Millisekunden multiplizieren. Prüfen Sie, ob die gewählte Empfindlichkeit eine praktikable Spannung liefert, ohne den Ausgang oder das Messgerät zu übersteuern. Stellen Sie abschließend sicher, dass Leiter, Isolierung und die erforderlichen Abstände durch die angegebene Öffnung passen.

Nein, stationärer Gleichstrom wird nicht abgebildet, da das Ausgangssignal von der Änderung des magnetischen Flusses im Kern des Stromwandlers abhängt. Eine Gleichstromkomponente oder eine Folge sich wiederholender unipolarer Impulse kann den Kern schrittweise vormagnetisieren, wodurch der Droop und die untere Grenzfrequenz zunehmen und gleichzeitig die verfügbare I·t-Kapazität sinkt. Eine Vormagnetisierung kann in manchen Fällen durch zusätzliche Windungen in der Öffnung oder über einen koaxialen T-Adapter eingebracht werden, um den Betriebsfluss-Arbeitspunkt zurückzusetzen. Individuelle Grenzwerte für die Gleichstromvormagnetisierung sind in den Daten des kunden­spezifischen Bereichs nicht enthalten und müssen daher anwendungsspezifisch bestätigt werden. In der Praxis sollten bei der Auswahl sowohl der Mittelstrom und die Impulswiederholrate als auch Spitzenamplitude und Impulsbreite berücksichtigt werden.

Die angegebene Empfindlichkeit gilt bei hochohmigem Eingang, typischerweise etwa 1 MΩ parallel zu 20 pF. Der Monitor verhält sich im Allgemeinen wie eine Spannungsquelle mit etwa 50 Ω Serienimpedanz, sodass ein 50-Ω-Geräteabschluss einen Spannungsteiler im Verhältnis zwei zu eins bildet. Ein Modell mit 1 V/A liefert daher am abgeschlossenen Eingang etwa 0,5 V/A. Ein angepasster Abschluss kann die Signaltreue der Impulsflanken verbessern, wenn das Verbindungskabel elektrisch lang ist im Verhältnis zur schnellsten Signalkomponente. Die reduzierte Empfindlichkeit muss in Stromberechnungen, Kalibriereinstellungen und der Skalierung des Messgeräts berücksichtigt werden.

Modelle in Standardbauform eignen sich für Installationen, bei denen der Leiter während der Montage durch eine geschlossene Öffnung geführt werden kann. Clamp-on-Modelle lassen sich in zwei Teile zerlegen und können dadurch um einen vorhandenen Leiter herum angebracht werden; ihre Steckkontakte müssen beim Öffnen und Schließen der Einheit jedoch sorgfältig behandelt werden. Dünne Modelle sind für Einbauorte mit begrenztem axialem Bauraum vorgesehen, während doppelt geschirmte Varianten helfen können, die Kopplung elektrischer Felder zu reduzieren. Bauformen mit großer Öffnung können für Hoch­spannungsleiter geeignet sein, wenn die erforderliche Isolierung und die notwendigen Abstände vorhanden sind. Bei der Auswahl sollten Öffnungsabmessungen, Leiterführung, Zugänglichkeit, Schirmung, Erdung und mechanische Abstützung gemeinsam betrachtet werden.

Droop beschreibt die anfängliche Abwärtsneigung des Ausgangssignals während des Abschnitts mit konstantem Strom im Impuls. Als praktische Näherung multiplizieren Sie den angegebenen Droop in %/ms mit der Impulsdauer in Millisekunden, um die Ausgangsänderung über das flache Plateau abzuschätzen. Ein Modell mit 0,02 %/ms würde bei einem Impuls von 1 ms ungefähr 0,02 % Abweichung erzeugen, während ein Modell mit hohem Droop für deutlich kürzere Ereignisse gedacht ist. Ein geringerer Droop entspricht normalerweise einer niedrigeren unteren Grenzfrequenz, kann aber Kompromisse bei Anstiegszeit, Baugröße oder Empfindlichkeit mit sich bringen. Die Modellauswahl sollte daher auf der tatsächlichen Impulsbreite basieren und nicht allein auf dem Spitzenstrom.

Die nutzbare Anstiegszeit ist der 10–90-%-Stromübergang, bei dem das Ausgangssignal höchstens 10 % anfängliches Überschwingen oder Nachschwingen zeigt. Der ausgewählte Monitor sollte eine angegebene nutzbare Anstiegszeit haben, die kürzer ist als die Anstiegszeit des zu messenden Signals. Im gesamten Bereich reichen die angegebenen Werte von 1,5 bis 2.000 ns, während die oberen −3-dB-Punkte von 0,2 bis 250 MHz reichen. Die −3-dB-Bandbreite allein beschreibt das Impulsverhalten nicht vollständig, daher sollte auch die Anstiegsspezifikation im Zeitbereich geprüft werden. Schnellere Modelle können zugunsten einer besseren Abbildung der Flanken Kompromisse bei Tieffrequenzverhalten, I·t-Kapazität oder RMS-Stromfähigkeit eingehen.

Prüfen Sie bei sinusförmigen Signalen die untere und obere −3-dB-Grenze, den maximalen RMS-Strom und den I/f-Grenzwert. Die Signalfrequenz muss innerhalb der angegebenen Bandbreite liegen, während der RMS-Strom unterhalb der thermischen Belastbarkeitsgrenze bleiben muss. Teilen Sie den erwarteten Spitzenstrom durch die niedrigste Betriebsfrequenz und vergleichen Sie das Ergebnis mit dem I/f-Wert des Modells; ein I/f-Wert von 3 A/Hz erlaubt beispielsweise 300 A Spitze bei 100 Hz, vorbehaltlich des RMS-Grenzwerts. Der angegebene Bereich umfasst untere Grenzfrequenzen von 0,03 bis 100.000 Hz und obere Grenzfrequenzen von 0,2 bis 250 MHz. Bewerten Sie immer die niedrigste Betriebsfrequenz, da die I/f-Anforderung mit sinkender Frequenz steigt.

Das Gehäuse ist leitfähig, und seine lackierte Oberfläche bietet keine elektrische Isolierung. Der Monitor darf niemals an einem unter Spannung stehenden Leiter montiert, entfernt oder geöffnet werden, und die Leiterisolierung muss der vollen Spannungsdifferenz zwischen Stromkreis und Gehäuse standhalten. Bei einfach geschirmten Bauformen ist die Schirmung normalerweise mit dem Ausgangsstecker und dem Koaxialgeflecht verbunden, wodurch ein Pfad zur Geräteerdung entstehen kann. Doppelt geschirmte Modelle bieten über ihre Montageanordnung separate Erdungsoptionen für die äußere Schirmung. Die komplette Installation sollte daher vor dem Einschalten auf Isolierung, Abstände, Erdung, Kabelführung und zugängliche leitfähige Teile geprüft werden.