Was sind Konstantstromquellen und wie können sie bei der Qualitätssicherung in großen Industrieanlagen dienen?
Mit Hilfe von Konstantstromquellen lassen sich hochgenaue Prüfströme erzeugen.
Was kann man darunter verstehen? Wie der Name bereits vermuten lässt, erzeugt diese besondere Art von Quellen einen konstanten Strom. Oftmals werden sie von Spezialisten auch als Stromkonstanter benannt.
Eine Konstantstromquelle zeichnet sich im Vergleich zu einer realen Stromquelle durch die gleichbleibende Erzeugung eines Stroms aus. Während eine reale Stromquelle unterschiedliche einschränkende Faktoren, wie zum Beispiel begrenzte Spannung und Regelgeschwindigkeit aufweisen, dient hingegen ein Stromkonstanter als ideale Stromquelle. Ausschlaggebend für Konstantstromquellen ist die Eigenschaft, dass sie – idealerweise – unabhängig vom der angeschlossen Belastung arbeitet. Eine elektronische Regelungsschaltung wirkt hierbei Änderungen des Stroms aktiv entgegen und hält die Prüfgröße auf einem konstanten Level. Solche Änderungen des Stroms können zum Beispiel als Folge von Lastwiderstandsänderungen oder variierenden Innenwiderständen entstehen. Das Gerät erzeugt eine ideale Stromquelle. Doch wie genau funktioniert der Prozess?
Konstantstromquellen weisen unterschiedliche Regelungsschaltungen auf und können somit unterschiedliche Prüfanforderungen erfüllen. Bei der Wahl einer Konstantstromquelle kommt es aus diesem Grund stark darauf an, den Einsatzbereich und die damit einhergehenden Erfordernisse eindeutig im Vorfeld zu definieren. Bei einem zuverlässigen Hersteller wie ZERA können unsere Vertriebsingenieure dabei helfen, den Anwendungsbereich der Konstantstromquelle genaustens zu definieren. Grundsätzlich unterscheiden sich Konstantstromquellen in ihrer maximalen Stromstärke. Zudem sind die Eigenschaften wie die Regelgenauigkeit sowie die Regelgeschwindigkeit individuell anpassbar. Ein weiterer entscheidender Faktor ist die erforderliche Leistung. Je nach Betrieb wird bei der Erzeugung eines konstanten Stroms eine angepasste Leistung benötigt. Aus diesem Grund ist es außerordentlich wichtig, sich über die Quellen sowie die Anforderungen vollumfänglich zu informieren. Betrachtet man als Beispiel die Konstantstromquelle RPE04 und RPE08, lassen sich ausschlaggebende Unterschiede feststellen. Während die erstgenannte Quelle eine maximale Erzeugung von 4 kVA aufweist, lässt sich die zweite mit je 8 kVA kaskadieren. Zudem lassen sich die Quellen 1- und 3-phasig aufbauen. Auch was die maximale Stromerzeugung anbelangt, zeigen lassen sich deutliche Unterschiede. Während die RPE04 Konstantstromquelle bis zu 265 A erzeugt, können mit leistungsstärkeren Varianten bis zu 10.000 A erzeugen werden. Somit zeigt sich, dass die Anforderungen und der Anwendungsbereich an die elektrische Schaltung definiert werden müssen, um eine entsprechend ausreichend leistungsstarke Quelle richtig einzusetzen.
Mit einer Konstantstromquelle kann ein konstanter beziehungsweise idealer Strom erzeugt werden. Doch in welchen Bereichen kommt der geregelte Stromkreis zu Anwendung? In der Industrie – insbesondere bei großen sicherheitsrelevanten Industrieanlagen – dienen Konstantstromquellen der Überprüfung von Schutzorganen. Schutzschalter mit thermischer Auslösung können auf diese Weise geprüft werden. Je nach Modell lassen sich auch Schutzschalter mit magnetischer Auslösung oder Leitungsschutz- und Kompaktleistungsschalter messen und prüfen. Die Hauptfunktionen einer Konstantstromquelle liegen darin, Lang- oder Kurzzeitmessungen mit einem Konstantstrom durchzuführen.
Die Funktion innerhalb der elektrischen Schaltung lassen sich vereinfacht folgendermaßen erklären: Eine Konstantstromquelle wandelt elektronisch die Netzspannung in einen geregelten konstanten Ausgangsstrom. Den geschlossenen Stromkreis bilden der Innenwiderstands und der angeschlossene Lastwiderstand. Bei Leerlauf des Stromkreises wirkt die sogenannte Klemmenspannung. Sobald der Kreis jedoch geschlossen wird, wird durch den eingehenden Laststrom ein Spannungsabfall erzeugt. Eine Konstantstromquelle weist idealerweise einen nahezu unendlichen Innenwiderstand auf. Um einen Strom fließen zu lassen, wird eine ausreichend hohe elektrische Spannung zwischen den Klemmen und dem Verbraucher erzeugt. Auf diese Weise gelingt es einer Konstantstromquelle einen idealen Prüfstrom zu erzeugen.
Durch den Einsatz von Konstantstromquellen lässt sich bei großen Industrieanalagen die Qualität und die Sicherheit überprüfen. Zuverlässige Qualitätskontrolle und -sicherung sind in der Industrie essentiell. Diese Prozesse dienen auch dazu, unternehmensinterne Standards einzuhalten. Durch die Überprüfung der Schutzorgane im eigenen Netz, können reibungslose Abläufe sichergestellt werden. Grundsätzlich zählt eine Konstantstromquelle zur sogenannten Primärprüftechnik. Dabei sorgen Prüfungen und Messungen dafür, sämtliche Schaltgeräte zu überprüfen. Auf diese Weise kann zum Beispiel sichergestellt werden, dass die Stromkreise anforderungsgerecht ausgelegt sind. Die Konstantstromquelle erfüllt eine wichtige Rolle, indem sie eine ideale elektrische Prüfgröße erzeugt. Auf diese Weise lassen sich Ausfälle in großen Industrieanlagen vermeiden und damit mögliche Schadensersatzansprüche oder hohe Versicherungsgebühren abwenden.
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