日本产业技术综合研究所(产综研)7月28日宣布,开发出了光伏发电等要求的、可高精度测量直流电流的便携式电流计。
收纳在手提箱中(摄影:产综研)
该电流计是产综研物理计测标准研究部门(应用电气标准研发小组主任研究员堂前笃志、量子电气标准研发小组组长金子晋久)与寺田电机制作所(东京都町田市)共同开发的。
开发的直流电流用钳型传感器的结构(出处:产综研)
使用了不切断电气布线,只要夹住就能测量电流的钳型传感器,能精密测量60A以下的直流电。可收纳在手提箱中,尺寸为406×499×192mm,重约8.2kg。
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测量误差的评测示例(出处:产综研)
在电气设备的开发和使用中不可或缺的电流测量上,钳型电流传感器因可方便地夹住、松开要测量的电线,而得到了广泛的利用。
不过,钳型电流传感器受使用环境的影响,测量值会出现误差,因此测量精度的提高是有限度的。尤其是测量直流电流时,这个问题更加明显。
室外设置的直流电气设备的代表性例子是光伏发电系统。从太阳能电池板经由接线盒和集电箱,输入光伏逆变器(PCS)之前都是由直流构成的。
另外,纯电动汽车(EV)的供电系统和燃料电池也是设置在室外的直流系统。虽然设置在室内,但先行采用直流供电的数据中心也是大规模的直流系统。
一般来说,直流用钳型电流传感器广泛采用霍尔元件,该元件随着电流的流动,会根据周围产生的磁场的大小输出电信号。由此构成了可以非接触测量直流电流的机制。
不过,霍尔元件在没有磁场时,会出现输出信号不再为零的偏移误差,而且该误差会变动。另外,检测部位的磁化也会造成误差,所以很难实现高精度的直流电流测量。
因此,在新开发钳型传感器的同时,对传感器赋予了检测出磁化后会自动消磁的功能,以及检测到霍尔元件的输出信号偏移及其变动后进行补偿的功能。测量精度提高至0.1%左右,达到原来的约10倍。
并且,将担负这些功能的模块小型化,实现了便携式电流计。还通过省电力化,利用内部电池最大可驱动4小时,在无法利用商用插座的车内和施工现场也可以使用。