Elfysiker från tjeckiska tekniska universitetet har tillhandahållit ytterligare bevis för att nya strömsensorer introducerar fel vid bedömning av ström genom järnledare. Det är avgörande att rätta till denna brist i de nya sensorerna så att operatörer av elnätet kan reagera korrekt på hot mot systemet. Forskarna visar hur en skillnad i en konduktors magnetiska permeabilitet, graden av materialets magnetiseringssvar i ett magnetfält, påverkar precisionen hos nya sensorer. De ger också rekommendationer för att förbättra sensorns noggrannhet. Resultaten publiceras denna vecka i AIP Advances .

Med tillägget av nya förnybara energikällor och smarta hem som kräver mer information, elnätet blir mer komplext. Författaren Pavel Ripka sa, "Om du har [a] nät i utkanten av kapacitet, du måste vara försiktig med att övervaka alla transienter (strömstötar). "Överspänningar är överbelastning eller fel på systemet, som kan orsakas av något så enkelt som en trasig strömledning, eller mer dramatiska händelser som blixtnedslag eller geomagnetiska stormar.

Ripka förklarade vikten av att övervaka elektriska strömmar:"Varje dag får du många av dessa små händelser (överspänningar) inom ett stort elnät, och ibland är det svårt att tolka dem. Om det är något riktigt allvarligt, du bör stänga av delar av nätet för att förhindra katastrofala skador, men om det är en kort transient som slutar snabbt behöver du inte koppla bort nätet. Det är ett riskabelt företag att skilja mellan dessa händelser, för om du underskattar faran kan delar av distributionsinstallationerna skadas och orsaka allvarliga strömavbrott. Men om du överskattar och kopplar bort, det är ett problem eftersom det är ganska komplicerat att ansluta dessa rutnät igen, " han sa.

För att hantera den ökande komplexiteten i nätet och hot om strömavbrott, det har skett en ökning av användningen av jordströmssensorer de senaste åren. Nya oklösa strömgivare är populära på grund av sin låga kostnad och kompakta storlek. Dessa sensorer är bra för att bedöma strömmar i icke -magnetiska ledare som koppar och aluminium. Dock, jordledare är vanligtvis järn på grund av dess mekaniska hållfasthet, och järn har en hög magnetisk permeabilitet.

Att använda dessa nya sensorer för att mäta markströmmar när det finns järn är lite som att använda en termometer för att bedöma om värmen behöver slås på, utan att ta hänsyn till var termometern är placerad. Nära en dörr eller ett fönster, termometerns avläsning kan påverkas annorlunda än någon annanstans. På samma sätt, denna studie har visat att om man inte tar hänsyn till den magnetiska permeabiliteten hos en ledare snedvrids noggrannheten hos en avläsning med en oklös sensor.

Ripka och hans team matchade experimentella mätningar med teoretiska simuleringar för att belysa skillnaden i okokala sensoravläsningar mellan icke -magnetiska och magnetiska ledare.

"Vi kan visa hur man utformar (okokala) strömsensorer så att de inte är så mottagliga för denna typ av fel, "Sa Ripka." [Denna studie är] bara en liten påminnelse om att göra [ingenjörer] designa sensorer på ett säkert sätt. "

För att ytterligare bevisa poängen, Ripkas grupp börjar göra långsiktiga avläsningar vid kraftverk, jämför resultat med kommersiella okalibrerade sensorer. I framtiden, Ripka tänker sig att samarbeta med geofysiker för att korrelera markströmmar och geomagnetisk aktivitet, för att bättre förstå hur dessa strömmar fördelas inom jorden och till och med förutsäga framtida störningar i nätet.