大电流试验时的安全性

电器工程 安全 大电流
2022-01-22 00:38:54

我正在试验来自超级电容器放电的大电流。

例如,使用 500 A(2.8 V 时),您可以使用罗盘针或铁屑对直导体的磁场进​​行非常令人印象深刻的演示(比较:http: //iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807 /31/1/L03/pdf )。

另一个例子是汤姆森环实验http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdf您可能会在很短的时间内达到 9000 A。

假设使用的所有电压都低于 60 V。在这种情况下,您需要考虑哪些安全问题?

这是我的想法:

  • 由于电压太低,电流通过人体应该没有危险。
  • 如果有接触问题,可能会有火花和闪电的危险。
    • 由于紫外线,这可能很危险
    • 因为火花直接击中眼睛
  • 也可能存在热量问题,使您可能会吸入可能会蒸发的热量
  • 电容器放电会产生 EMP,这可能会影响起搏器,例如

我不确定我是否提到了所有可能的危险。我的问题是:

  • 在什么条件下(最小电流、放电时间……)什么危险会变得相关
  • 怎么做才能保证安全
3个回答

如果我们考虑这个高能开关电路模型,我们可以模拟附近导体上的感应电压。这提供了对将耦合到附近导体或电子设备中的电磁干扰类型的简单模拟。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

当任何开关打开时,或者您只需将电线轻敲在一起以短暂地传导 1,000 安培电流,当您将电线分开 1u(1 微米、10,000 埃或 1/25 密耳)时,3 伏特的电位就会产生电弧。

跨 1 微米间隔(3mm x 4mm ----粗线 --- 接触)的 100pF 将与大电流路径中的 1uH(~1 米)线共振。Fring 为 15MHz。在 15Mhz 下振铃的 1,000 安培的 dI/dT 是多少?

100,000 兆安培/秒。

从大电流处放置一根 4 英寸的电线,该电线形成 4 英寸乘 4 英寸的回路;预计 2,000 伏特穿过该 4 英寸回路的两端。

一些随机的想法......大电流源上的意外短路会导致非常响亮的爆炸声,相当于手枪的噪音。在一个小房间里,它会让你因巨大的噪音而眩晕,并导致几个小时的听力问题(个人经验,1 法拉帽组 @ 150V 会蒸发电路板)。在低压短裤上,我不希望刘海衰弱。

珠宝(戒指、手镯、项链……)如果所述珠宝穿过帽库,可能会严重灼伤您。我不得不从接线板上撬下同事的戒指。他身上还有烧伤留下的伤疤。幸运的是,供应被熔断了。

熔化的钻头可以飞走。确保佩戴护目镜。

大电流会损坏电容器的内部,导致高电阻点出现局部发热。

当心!我不知道为什么你的问题没有得到正确回答。我震惊地看到我的眉毛跳得很高的“500A”没有得到解决。

我不是专家,所以将我的回答作为进一步研究的参考,以及其他人回答的头脑。

虽然电压是电流是否通过电阻的决定因素(例如您的身体,尽管它更像是绝缘体而不是电阻 - 这转化为取决于电压的可变电阻),但警惕高电流仍然很重要。

通常(在大约 50 及以上的相对高电压下),如果电流为 1-10 毫安,则有点震动,有点令人担忧。超过 10 个毫米图,你就会真正引起关注(你可以明白为什么我现在担心 500A)。

然而,这只是一个经验法则!其他起作用的因素,比如你的身体电阻——随着电压/电流/频率的增加而降低。

最后一位 - 频率 - 可能是生活和不同电压/电流配置之间的差异。

我自己也不明白,但是频率越高,直流或交流就越痛苦。

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