Elektrofysici van de Tsjechische Technische Universiteit hebben aanvullend bewijs geleverd dat nieuwe stroomsensoren fouten introduceren bij het beoordelen van stroom door ijzeren geleiders. Het is van cruciaal belang om deze fout in de nieuwe sensoren te corrigeren, zodat beheerders van het elektriciteitsnet correct kunnen reageren op bedreigingen voor het systeem. De onderzoekers laten zien hoe een verschil in magnetische permeabiliteit van een geleider, de mate van magnetisatierespons van het materiaal in een magnetisch veld, beïnvloedt de precisie van nieuwe sensoren. Ze bieden ook aanbevelingen voor het verbeteren van de nauwkeurigheid van de sensor. De resultaten worden deze week gepubliceerd in AIP-vooruitgang .

Met de toevoeging van nieuwe hernieuwbare energiebronnen en slimme huizen die om meer informatie vragen, het elektriciteitsnet wordt complexer. Auteur Pavel Ripka zei:"Als je [een] netwerk aan de rand van de capaciteit hebt, je moet voorzichtig zijn om alle transiënten (stroompieken) te bewaken." Pieken zijn overbelasting of storingen in het systeem, die kan worden veroorzaakt door zoiets eenvoudigs als een gebroken elektriciteitskabel, of meer dramatische gebeurtenissen zoals blikseminslagen of aardmagnetische stormen.

Ripka legde het belang uit van het bewaken van elektrische stromen:"Elke dag krijg je veel van deze kleine gebeurtenissen (pieken) binnen een groot elektriciteitsnet, en soms is het moeilijk om ze te interpreteren. Als het echt iets ernstigs is, je moet delen van het net uitschakelen om catastrofale schade te voorkomen, maar als het een korte transiënt is die snel zal eindigen, is het niet nodig om het net los te koppelen. Het is een riskante zaak om onderscheid te maken tussen deze gebeurtenissen, want onderschat je het gevaar dan kunnen delen van de distributie-installaties beschadigd raken en ernstige stroomuitval veroorzaken. Maar als je overschat en loskoppelt, het is een probleem omdat het heel ingewikkeld is om deze netten weer aan elkaar te koppelen, " hij zei.

Om de toenemende complexiteit van het elektriciteitsnet en stroomuitvalbedreigingen aan te pakken, er is de afgelopen jaren een toename in het gebruik van grondstroomsensoren. Nieuwe stroomsensoren zonder juk zijn populair vanwege hun lage kosten en compacte afmetingen. Deze sensoren zijn goed voor het beoordelen van stromen in niet-magnetische geleiders zoals koper en aluminium. Echter, aardgeleiders zijn meestal van ijzer vanwege de mechanische sterkte, en ijzer heeft een hoge magnetische permeabiliteit.

Het gebruik van deze nieuwe sensoren om grondstromen te meten wanneer er ijzer aanwezig is, is een beetje zoals het gebruik van een thermometer om te beoordelen of de verwarming moet worden ingeschakeld, zonder rekening te houden met waar de thermometer precies wordt geplaatst. In de buurt van een deur of raam, de uitlezing van de thermometer kan anders worden beïnvloed dan elders. Op dezelfde manier, deze studie heeft aangetoond dat het niet in aanmerking nemen van de magnetische permeabiliteit van een geleider de nauwkeurigheid van een meting met een jukloze sensor verstoort.

Ripka en zijn team koppelden experimentele metingen aan theoretische simulaties om het verschil in jukloze sensormetingen tussen niet-magnetische en magnetische geleiders te benadrukken.

"We kunnen laten zien hoe we (jukloze) stroomsensoren zo kunnen ontwerpen dat ze niet zo gevoelig zijn voor dit soort fouten, "Zei Ripka. "[Deze studie is] slechts een kleine herinnering om [ingenieurs] sensoren veilig te laten ontwerpen."

Om het punt verder te bewijzen, Ripka's groep begint langetermijnmetingen te doen bij elektriciteitscentrales, resultaten vergelijken met commerciële niet-gekalibreerde sensoren. In de toekomst, Ripka stelt zich voor om samen te werken met geofysici om grondstromen en geomagnetische activiteit te correleren, om beter te begrijpen hoe deze stromen binnen de aarde worden verdeeld en zelfs toekomstige verstoringen van het net te voorspellen.