Hochstrommessung 30.000 Ampere zuverlässig messen

30.000 A im Dauerbetrieb messen: neue Shunt-Widerstände mit eingebauter Elektronik machen es möglich
30.000 A im Dauerbetrieb messen: neue Shunt-Widerstände mit eingebauter Elektronik machen es möglich

Die Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG entwickelte einen Strommesser mit speziellen Shunt-Widerständen, der Ströme bis 30.000 A erfasst. Kernelement ist ein 1-µOhm-Shuntwiderstand, der an einem Umrichter für Hochleistungsantriebe angeschlossen ist.

Durch seine massiven Cu-Anschlüsse eignet sich der Shunt für die direkte Montage im Stromschienensystem. Der Widerstandsbereich im Inneren wurde aus elektronenstrahlgeschweißtem Verbundmaterial Cu-Manganin-Cu gefertigt. Der innere Wärmewiderstand liegt unter 5 mK/W; dadurch erhöht die maximale Verlustleistung im Spitzenstrombereich (900 W) bei 30.000 A die Widerstandsmaterial-Temperatur nur um ca. 4,5 K.

Der Temperaturkoeffizient wird über eine interne Temperaturerfassung von Shunt und Mess-System weitgehend eliminiert. Eine schnelle Bereichsumschaltung erlaubt es sogar, kurzzeitige Überströme bis zu 300.000 A zu erfassen. Um Aliasing-Effekte zu vermeiden und dennoch DC- und 50/60-Hz-AC-Messungen zu ermöglichen, wurde die Bandbreite des Messkanals durch ein analoges Tiefpass-Filter sowie ein zusätzliches, konfigurierbares digitales Filter auf ca. 500 Hz begrenzt.

Als Isolationsfestigkeit nennt das Datenblatt 20 kV. Die bidirektionale Datenübertragung erfolgt standardmäßig über eine serielle Schnittstelle via optische Faser (Glas oder Kunststoff). Alternativ können die Daten auch über CAN-, Ethernet- oder weitere Schnittstellenarten übermittelt werden. Je nach Applikation steht auch eine Gegenstelle zur Verfügung, die einerseits die isolierte Spannungsversorgung bereitstellt und andererseits das proprietäre interne Protokoll auf ein beliebiges externes Protokoll umsetzt.