De tunge drenges testudstyr skal jo også
konnekteres
Når man som PowerCon fremstiller testudstyr som back-to-back
generatortestere på op til 8MW, så udfordrer det i høj grad
komponenterne – især når testudstyret skal konnekteres til de
emner, der skal måles på. Men det har Multi-Contact en effektiv
løsning på
Af Jan Frier, HIN A/S
For mange er måleudstyr et spørgsmål om prøveledninger, prober og
krokodillenæb, men der findes naturligvis også testapplikationer
til bogstaveligt talt de tunge drenges applikationer. Det gælder
ikke mindst inden for forsyningssektoren, hvor især de vedvarende
energiforsyninger stiller deres helt egne – og meget imponerende –
krav til komponenterne i måleapplikationerne.
Tag nu en virksomhed som PowerCon, der blandt andet fremstiller
testløsninger til vindmølleindustrien. Udgangseffekten fra
vindmøllerne vokser konstant, og dermed bliver det måleudstyr, der
skal bruges til såvel produktudvikling og produktionstests og bare
større og større. Selv om generatorerne på vindmøllerne har en
ydelse, der går langt op i MW-regionen, så er der principielt
stadigvæk tale om lavspændingsprodukter, hvor de nominelle
fasespændinger ligger på 690VAC. Det giver i sagens natur nogle
gevaldige strømme.
“Vi er underlagt en del trade-offs, når det drejer sig om
udviklingen af måleudstyr til de meget høje effekter og strømme.
Hvis man tager hensyn til I²R-produktet, så står det klart, at
kontaktmodstanden i overgangen mellem måleapplikation og testudstyr
kun må være på nogle få milliohm. Tænk blot på, hvad der ville ske,
hvis mange skulle overføre eksempelvis 400A igennem 100 milliohm.
Man ville tabe 40V og 1.600W i forbindelsespunktet”, fortæller
Peter C. Knudsen, der er medejer af Hadsund-virksomheden,
PowerCon.
Og det er netop nomienlle strømme i denne meget høje kaliber, som
PowerCon leverer testløsninger til. Den ganske unge virksomhed, som
kun har fire år på bagen, fremstiller en række meget innovative og
spændende testløsninger, der spænder lige fra “små”
vindmølleapplikationer som power-curve målinger på privatmøller på
måske bare 3kW til back-to-back generatortestere på både 6 og
8MW.
Sidstnævnte fungerer på den måde, at en motor trækker en
generator, som igen leverer hele sit output tilbage til motoren.
Tabseffekten i systemet leveres så af en mindre frekvensomformer
fra nettet.
Fleksible konnekteringer er en enorm praktisk
fordel
Løsningen inden for kraft- og forsyningssektoren på det ovennævnte
kontaktproblem ville i mange tilfælde være de såkaldte busbars,
hvor kabelsko bliver boltet direkte på de kobberskinner, der leder
strømmen internt i for eksempel en vindmøllegenerator. Men hvis man
skal indskyde et måleudstyr mellem en generator og en efterfølgende
AC/DC-, DC/AC- eller AC/AC-konverter, så er de omfattende mekaniske
samlinger både tidskrævende og besværlige.
“Løsningen er i den forbindelse at forbinde testudstyr og de
applikationer, der skal måles på, med konnektorer. Det siger dog
sig selv, at kravene til disse stik og bøsninger er særdeles
skrappe, da de skal kombinere evnen til at overføre selv meget
store nominelle strømme med den betjeningsmæssige fleksibilitet,
som kræves af helt almindelige stik. Det har været noget af en
udfordring, men det har været muligt at løse med de schweiziske
Multi-Contact konnektorer, der kan overføre op til 800A pr.
stik/pol”, forklarer Peter C. Knudsen.
Det er HIN, der distribuerer Multi-Contact produkterne på det
danske marked, og kontakten mellem PowerCon og HIN blev faktisk til
ved lidt af et tilfælde. En af PowerCons ingeniører, Morten Brøndum
Larsen, tog fat i en lokal distributør af hydraulik- og
pneumatikforbindelser, Stäubli, der også har Multi-Contact på
programmet, men da det er HIN, som distribuerer sidstnævnte
produkter på det danske marked, kunne Hadsund-distributøren af de
mekaniske komponenter i stedet anbefale at tale med HIN.
Lameller sikrer mange interne kontakter
Og det er der så også kommet nogle gode resultater ud af.
Multi-Contact har i 2013 lanceret Powerline x21-familien af
højstrømskonnektorer, der tillader overførsel af nominelle strømme
op til 800A fra en så beskeden formfaktor som Ø21mm. Det er stik og
bøsninger i det høje niveau, som PowerCon har brug for til at
overføre de strømme, som virksomheden arbejder med.
Hemmeligheden bag x21-seriens dramatisk høje nominelle
strømegenskaber ligger i en patenteret teknologi, som Multi-Contact
kalder “Multilam”. Princippet er en lamelleret udformning af
hun-delen i konnektorerne, hvilket sikrer mange entydige
kontaktpunkter mellem stik og bøsning. På den måde holdes
I²R-produktet i kontakterne på et absolut minimum, så der ikke
afsættes nævneværdig varme i konnektorforbindelsen selv ved de
nævnte høje strømniveauer.
Powerline x21-serien er godkendt til spændinger op til 1.000V og
temperaturer mellem -40°C og +120°C, og de enkelte konnektorer
accepterer ledertværsnit mellem 150- og 400mm².
“Tværsnit på 400mm² er maksimum for, hvad der er praktisk muligt
at håndtere, når man skal flytte ledninger og koble konnekterede
forbindelser ind og ud. Vi kan dog sagtens komme i situationer,
hvor der kræves endnu højere strømme, men så parallelkobler vi bare
flere konnekterede forbindelser på hver fase. I visse tilfælde har
vi op til otte bøsninger på hver busbar i måleapplikationen og
derfor op til 24 stik på et 3-faset testudstyr”, fortæller Peter C.
Knudsen.
I de praktiske applikationer peaker strømmene på hvert stik på et
niveau under 700A, hvad der efterlader et vist headroom. Men under
alle omstændigheder termograferer PowerCon de påcrimpede stik for
at sikre sig, at overgangsmodstanden ikke bliver for høj.
De Multi-Contact konnektortyper, som PowerCon anvender er
henholdsvis ID/S21B og KBT21B/M40. Konnektorerne er forsynet med en
mikroswitch-option, der ud over stikkenes bajonetlås øger
sikkerheden, da PowerCon kan indbygge en shut-down funktion af
testopstillingen, hvis mikroswitchen registrerer, at en adskillelse
er ved at finde sted. Spændingen er ret ukritisk, og Multi-Contact
produkterne i x21-serien er sikret mod berøring, men lysbuerne ved
adskillelse af så store strømme kan være fatal, så derfor er den
ekstra sikkerhedsfunktion populær i mange applikationer.
Innovativ dansk virksomhed i vækst
PowerCon er grundlagt af Peter C. Knudsen sammen med Kim Brøndum
Larsen og Allan Holm Jørgensen i 2009. Virksomhedens ejere har en
fortid inden for blandt andet vindmøllesektoren, hvor de har
identificeret behovet for specifikke testløsninger og udvikling af
frekvensomformere til netop vindgeneratorer. I 2012 er virksomheden
blevet suppleret med et søsterselskab, PowerCon Embedded, der med
udgangspunkt i Århus leverer software og elektroniske styringer til
både PowerCon i Hadsund og til eksterne kunder.
“Da vi i ejerkredsen af PowerCon kommer fra Ålborg, Randers og
Hadsund, så ligger Hadsund nogenlunde i midten af det hele.
Samtidigt har vi fået adgang til en nedlagt plastproducerende
fabrik, hvor der i forvejen er indlagt 1.250A/fase ved 400VAC. Det
har sparet os for en millioninvestering til de meget tunge
forsyninger, vi har brug for”, fortæller Peter C. Knudsen.
Beliggenheden har nu flere andre fordele. PowerCon har en fin
nærhed til en række af de underleverandører, virksomheden har brug
for. Hadsund er placeret i et område, hvor der over en årrække er
lukket flere produktionsvirksomheder. Det har reduceret
kvadratmeterprisen på industribygninger til et særdeles acceptabelt
niveau, og derfor har PowerCon plads til at invitere kunderne inden
for, hvis de har brug for at opstille deres store måleapplikationer
hos PowerCon under et udviklingsforløb. Og så er der i lokalområdet
også dygtige fagfolk, der er glade for en ny produktionsvirksomhed
i området.
“Vi har været så heldige, at nogen af vores montører faktisk har
arbejdet på fabrikken før, da det var en plastproducent. Det
betyder også, at vi fremover vil kunne have adgang til kompetente
montører og teknikere i takt med, at virksomheden vokser og får
behov for flere hænder”, slutter Peter C. Knudsen.
