Hi,
ich bin gerade am Protokoll schreiben für einen Hochstromversuch, den
wir durchgeführt haben. Ich habe zum induktiven Widerstand schon mal was
gepostet, aber nun habe ich mit dem scheinbar einfacher zu bestimmenden
ohmschen Widerstand Schwierigkeiten.
Zum Versuchsaufbau:
- ein Hochstromtrafo für Kabelprüfung
- 3 x 10 m lange Kabel, mit je 3x95mm^2 und 3x50/3mm^2
=> 1005 mm^2
- das Kabel führt durch den Trafo, dort wird in dem 0,65m langen Kanal
eine Spannung auf das Kabel induziert. Es kommt, da kaum Last dran
hängt, zu einem sehr hohen Strom
- die beiden Enden des Kabels sind an eine Sammelschiene geklemmt.
Zylindrischer Leiter aus Kupfer, di = 35mm, da = 25mm
Ich hoffe, ihr könnte es euch vorstellen. Also das Kabel ist mit seinen
Enden an einer Sammelschiene angeschlossen und führt durch einen Trafo.
Es fließt ein Strom von 2000 A, dabei folgende Leistungswerte:
Jetzt wollte ich das ganze mal ausrechnen.
Im Ersatzschaltbild habe ich eine Induktivität in Reihe zum Widerstand.
Es gilt
L habe ich durch einen früheren Post geschafft zu bestimmen
Ich habe einen größeren Wert raus, da das Kabel im Versuch nicht als
"perfekter" Kreis liegt, die Rechnung setzte aber voraus, dass das Kabel
kreisförmig auf dem Boden liegt.
Für P habe ich so gerechnet:
Nun ist der Unterschied zur Rechnung recht gravierend, und im Gegensatz
zur Abweichung bei der Induktivität fällt mir keine Begründung ein.
Real waren es über 80% mehr Wirkleistung, die auftrat.
Das einzige, was mir einfallen würde, ist die Verbindung des Kabels mit
der Sammelschiene (siehe Anhang). Aber kann das wirkllich nur an diesen
Verbindungen liegen??!!
2 mΩ an der Sammelschiene im Vergleich zu 178 µΩ in den Kabeln kommt
mir auch etwas zu hoch vor. Allerdings werden die Klemmstellen in
der Tat Übergangswiderstände mindestens im Bereich des Kabelwiderstands
haben.
Ach so ein mist, da habe ich so schön die Formeln eingetragen, und bin
mit den ganzen Kommas wohl durcheinander gekommen.
Also nun nochmal die Korrektur:
Peter M. schrieb:> - das Kabel führt durch den Trafo, dort wird in dem 0,65m langen Kanal> eine Spannung auf das Kabel induziert. Es kommt, da kaum Last dran> hängt, zu einem sehr hohen Strom
Das Richtige gemeint und das Falsche geschrieben.
Strom wird Induziert
niederohmige Last = hohe Last
@ Peter M. (Firma: FH Bingen) (peterle)
>- ein Hochstromtrafo für Kabelprüfung>- 3 x 10 m lange Kabel, mit je 3x95mm^2 und 3x50/3mm^2> => 1005 mm^2
Bitte? Bei mir sind das eher 435 mm^2.
>- das Kabel führt durch den Trafo, dort wird in dem 0,65m langen Kanal>eine Spannung auf das Kabel induziert. Es kommt, da kaum Last dran>hängt, zu einem sehr hohen Strom
Wenn eine Last dranhängt wäre es eher ein kleiner Strom ;-)
>- die beiden Enden des Kabels sind an eine Sammelschiene geklemmt.> Zylindrischer Leiter aus Kupfer, di = 35mm, da = 25mm
Wo ist die denn zylindris? Die sieht eher rechteckig aus.
>Ich hoffe, ihr könnte es euch vorstellen. Also das Kabel ist mit seinen>Enden an einer Sammelschiene angeschlossen und führt durch einen Trafo.
Ein simple Kurzschlusswindung.
>Es fließt ein Strom von 2000 A, dabei folgende Leistungswerte:
P> = 1,85 kW, Q = 9,83 kvar, S = 10 kVA
Hmm.
>L habe ich durch einen früheren Post geschafft zu bestimmen>L = 10 \mu H => Q = 12,5 kvar
Das mag eine Rechug für einen Kreisring sein, aber die reale Geometrie
vor Ort muss man schon MESSEN! Ausserdem geht ein kleiner Teil der
Induktivität als Sekundärinduktivität ab, geschätzt 5-10%. Damit wird
deine Lastinduktivität kleiner und damit auch Q, was dann bei ca. 10 kVA
rauskommt.
>R = R_{Kabel} + R_{Sammelschiene}>R_{Kabel} = 0,0175 \frac{\Omega mm^2}{m} \cdot \frac{10m}{1005mm^2} = >0,178 m
\Omega
Hier ist dein Fehler, es sind eher 409 µOhm.
>\Rightarrow R_{Sammelschiene} = 0,00758 m \Omega
Hier der zweite, bei angenommenen Abmassen von 25x25mm im Querschnitt
kommt man bei ca. 100mm mittlerer Länge auf 2 µOhm (MIKRO Ohm).
>R_{ges} = R_{Kabel} + R_{Sammelschiene} = 2,54 m \Omega
Eher 411 µOhm.
>P = 2000A^2 \cdot 2,54 m \Omega = 1014 W
Macht bei mir 1644 W. Gemessen hast du 1,85kW, also gehen noch ca.
50µOhm für die Übergangswiderstände drauf.
Hmmmm, die Studenten heutzutage . . .
MfG
Falk
Falk Brunner schrieb:> @ Peter M. (Firma: FH Bingen) (peterle)>>>- ein Hochstromtrafo für Kabelprüfung>>- 3 x 10 m lange Kabel, mit je 3x95mm^2 und 3x50/3mm^2>> => 1005 mm^2>> Bitte? Bei mir sind das eher 435 mm^2.
Siehe Anhang. Ein Kabel besteht aus 3x95mm^2 und 3x50/3mm^2
(50/3 steht so im Datenblatt)
Von diesen Kabeln wurden 3 verwendet.
Also:
>>- die beiden Enden des Kabels sind an eine Sammelschiene geklemmt.>> Zylindrischer Leiter aus Kupfer, di = 35mm, da = 25mm>> Wo ist die denn zylindris? Die sieht eher rechteckig aus.>
Sorry, den Zylinder sieht man jetzt nicht. Nur die Enden sind rechteckig
und aus massivem Kupfer.
Stange ist 2 m lang, d_aussen = 35mm, d_innen = 25mm
Es sind wirklich nur die Anschlüsse an den Enden recheckig, deren
Widerstand habe ich aber nicht beachtet, da sie aus massivem Kupfer sind
mit deutlich mehr Querschnitt als der Zylinder dazwischen.
> Das mag eine Rechug für einen Kreisring sein, aber die reale Geometrie> vor Ort muss man schon MESSEN! Ausserdem geht ein kleiner Teil der> Induktivität als Sekundärinduktivität ab, geschätzt 5-10%. Damit wird> deine Lastinduktivität kleiner und damit auch Q, was dann bei ca. 10 kVA> rauskommt.
Ja das ein Teil als Sekundärinduktivität abgeht, habe ich beachtet,
indem ich den Kabelabschnitt, der durch den Trafo hindurchführt,
abgezogen habe.
Also sozusagen habe ich mit 10m-0,65m = 9,35m gerechnet und daraus die
Induktivität eines idealen Kreisringes gemessen.
Die realen Werte wurden ja gemessen. Aus dem Leistungswert Q kann ich ja
die Induktivität, welche durch das Kabel gebildet werden berechnen.
Den genauen Flächeninhalt, den das Kabel umschließt, kann man nur
abschätzen...dass ich auf einen zu großen Wert komme, ist dann eben die
Fiolge.
>>>R = R_{Kabel} + R_{Sammelschiene}>>>R_{Kabel} = 0,0175 \frac{\Omega mm^2}{m} \cdot \frac{10m}{1005mm^2} = >0,178 m> \Omega>> Hier ist dein Fehler, es sind eher 409 µOhm.>>>\Rightarrow R_{Sammelschiene} = 0,00758 m \Omega>> Hier der zweite, bei angenommenen Abmassen von 25x25mm im Querschnitt> kommt man bei ca. 100mm mittlerer Länge auf 2 µOhm (MIKRO Ohm).>>>R_{ges} = R_{Kabel} + R_{Sammelschiene} = 2,54 m \Omega>> Eher 411 µOhm.>
Ok, das dürfte bei mir dann doch richtig gewesen sein, war nicht so
dolle formuliert.
Also ich komme dann auf
Und die fehlenden 800 W habe ich dann auf die Kontakte geschoben, die
mit irgendwelchen Alu-Anschlüssen verschraubt sind.
Aber stimmt, die Eisenverluste und Kupferverluste des Transformators
habe ich außen vor gelassen. Ich werden das Datenblatt mal versuchen
aufzutreiben.
vG
@ Peter M. (Firma: FH Bingen) (peterle)
>Siehe Anhang. Ein Kabel besteht aus 3x95mm^2 und 3x50/3mm^2>(50/3 steht so im Datenblatt)
Und was bedeutet es? Sind das 3x50 =150mm^2 oder 3x50/3 = 50mm^2?
>Stange ist 2 m lang, d_aussen = 35mm, d_innen = 25mm
Das nennt man eher Rohr.
>Die realen Werte wurden ja gemessen.
Wo? Auf der Sekundärseite oder Primärseite.
>Ok, das dürfte bei mir dann doch richtig gewesen sein, war nicht so>dolle formuliert.
Merkst du was? Gerade DU als Student solltest dich mal stark mit dem
Thema Netiquette befassen. Gerade technische Sachverhalte muss man
KLAR und EINDEUTIG darstellen!
MFG
Falk
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