Durante un corto período de tiempo, 10 kA debe fluir en un circuito, ¿se necesita una barra de bus? Quiero decir, ya que el flujo de la duración actual es menor que 0.010 segundos en un cable determinado.
Durante un corto período de tiempo, 10 kA debe fluir en un circuito, ¿se necesita una barra de bus? Quiero decir, ya que el flujo de la duración actual es menor que 0.010 segundos en un cable determinado.
Configura una pequeña hoja de cálculo y juega con algunos números.
Dada la longitud del cobre, su área de sección transversal y la resistividad, puede calcular su resistencia.
Ahora hay que considerar dos aspectos del rendimiento del cable:
Caída de voltaje, calculada a partir de V = IR.
Si la caída de voltaje es excesiva, aumente el área del conductor.
Dada la resistencia, puede calcular la disipación de potencia P = I ^ 2 * R a 10 kA.
Dada la masa de cobre (longitud * área * densidad) y su capacidad de calor, puede calcular la tasa de aumento de temperatura para la corriente especificada.
Como primer paso, descuide el enfriamiento, suponga que toda la energía térmica aumenta la temperatura.
Energía = potencia * tiempo = masa * capacidad calorífica * dT.
O, dT = I ^ 2 * R * time / (masa * capacidad de calor)
O, dT = I ^ 2 * longitud * resistividad * tiempo / (masa * capacidad de calor * área)
Si el aumento de temperatura es inaceptable, (quizás, un aumento de temperatura de más de 20K) aumente el área del conductor. Si la temperatura sube por encima del punto de fusión del cobre, eso no es un circuito, eso es un fusible.
En esta etapa, asumo que el ciclo de trabajo es lo suficientemente bajo como para que la temperatura vuelva a la temperatura ambiente antes del siguiente impulso. Puede asegurar esto si es necesario midiendo la temperatura del conductor y, de lo contrario, evitará más pulsos.
Nota : repita estos cálculos en las peores condiciones: ¿qué sucede si la corriente no se corta después de 10 ms debido a una falla en otro lugar?
La respuesta de Brian Drummond es correcta y completa, solo agregaré algunas observaciones: ese tipo de corriente y duración es común en la soldadura por resistencia, como la soldadura por puntos y por descarga capacitiva. Por lo general, hay una especificación de resistencia máxima que debe cumplirse, como 0.001 ohmios. Puede calcularlo para un cable a partir del diámetro y la resistividad del cobre a una temperatura determinada, pero es más fácil simplemente buscarlo en una tabla . Por ejemplo, el cable 4/0 tiene una resistencia de 0.16m \ $ \ Omega \ $ por metro.
Tengo algo de experiencia con una soldadora de CD de precisión pequeña que tiene un hermano mayor en esa categoría. Dado que los cabezales de soldadura deben moverse, sí utilizan cables gruesos con muchas hebras. La transferencia de energía real es solo de un máximo de aproximadamente 1000J a varias veces por segundo máximo (la mayoría de los cuales va a la soldadura), por lo que el calentamiento no es un problema. Debería hacer el cálculo que Brian sugiere para su tasa de repeticiones y pérdida de energía para ver cuántos vatios se pierden en los conductores.
Una cosa que puede no ser obvia es que, en el caso de pulsos cortos, debe colocar los cables juntos y unirlos con bridas para minimizar la inductancia. Habrá una cierta fuerza magnética que jalará los cables durante el pulso.
Lea otras preguntas en las etiquetas electromagnetism