Razvoj senzora magnetskog polja za akviziciju polja munje unutar objekata
Sažetak
Svrha ovog rada bio je razvoj posebnog magnetskog senzora koji može mjeriti magnetska polja generirana strujama munje. Visoki objekti imaju veliki rizik od udara groma, pa su stoga ugroženi induciranim magnetskim poljem. Primjer takvog postrojenja je gondola vjetroturbine. Vremenski promjenjiva magnetska polja, generirana strujama munje, induciraju visoke napone u bliskim metalnim strukturama objekata. Ovi naponi mogu oštetiti osjetljive elemente, kao što su elektronički sklopovi i kontrolni sustavi. Prvi korak u pripremi mjera zaštite je mjerenje i procjena magnetskog polja unutar takvih objekata u slučaju udara groma. Procjena magnetskog polja vrši se numeričkim proračunom pomoću FEM softvera COMSOL Multiphysics. Uz određene pretpostavke i različite pristupe, maksimalna procijenjena vrijednost magnetskog polja unutar gondole vjetroturbine bila je oko 50 kA/m. Učestalošću, određenom IEC standardom, definirani su potrebni parametri za magnetski senzor. S poznatim parametrima magnetskog polja može se odabrati ili razviti odgovarajući magnetski senzor. Istraženi su različiti tipovi magnetskih senzora, a induktivni senzor najbolje zadovoljava zahtjeve. Prednost induktivnih senzora je njihova jednostavnost izrade, niska cijena i raspon mjernog polja. Ovaj tip senzora pokazuje linearnu karakteristiku. Potreban integrator za dobivanje jakosti i oblika magnetskog polja zahtijeva odgovarajući mjerni krug. Na ovaj krug mogu utjecati magnetska polja inducirana u vjetroturbinama, a problem se može riješiti odgovarajućom EMC zaštitom tog kruga. Izgrađeni su i ispitani različiti jednostavni senzori induktivne petlje. Raspravljalo se o različitim sposobnostima induktivnih senzora i dobiveni su neki dobri zaključci. Senzori su pokazali veliku točnost mjerenja. Dokazano je da mogu mjeriti magnetsko polje bez obzira na smjer ili amplitudu, što ih čini savršenim za mjerenje prolaznog magnetskog polja unutar bilo koje konstrukcije pogođene gromom.
Ivan Krolo
Docent | Katedra za teorijsku elektrotehniku i inženjersko modeliranje
Istraživač i docent na Fakultetu elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu, usmjeren na razvoj numeričkih modela uzemljivačkih sustava te istraživanje elektrotehničke sigurnosti u niskonaponskim i visokonaponskim sustavima.