Jump to content
removefire

Измерение тока при высоком напряжении

Recommended Posts

Задача стоит не простая и хочется сделать удобно не пересчитывая( используя делитель), дабы узнать ток.

Вкратце: 

Есть оборудование выдающее максимально ~1700 Вольт, максимальный ток при этом 30 mA (может быть выше при пробитии через воздух), но в основном ток скачет на уровне больше 100 мкА.

Показание тока нужно видеть напрямую(так скажем в реальном времени не пересчитывая ручками). Поэтому пришла мысль воспользоваться мультиметром, но меня постигла неудача, учитывая, что я измерял ток, сгорел в мультиметре резистор.

Задача стоит в итоге такая: 

Измерять ток от 0 мкА до 20-30 mA, при этом напряжение с данным током будет 1700 В. 

 

P.S. пожалуйста, можно без вопросов зачем мне это нужно и т.п.. Просто вот нужно и все.

P.S.S. пробитие имелось в виду от ионизирующего воздуха рядом и в определенный момент пробивает и ток зашкаливает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Незнаю как теперишние мультики, но обычный стрелочный прибор думаю легко это измерит. Как работает амперметр? Он включается в разрыв провода. В самом приборе при этом будет падение напряжения пол вольта наверное. То есть на клеммах прибора будет разность напряжение пол вольта- вольт. Это примерно то же самое, как мерить одну батарейку, сколько в ней вольт. 

Единственная опасность будет- это чтоб воздух был сухой и комнатной температуры. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

это установленное на текстолите спасет изобретателя велосипеда

4063708528.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар «МЭМС-датчики ST для работы со звуком – новые возможности» (28.10.2020)

28 октября все желающие приглашаются для участия в вебинаре, посвященном семейству МЭМС-датчиков STMicroelectronics для акустических приложений. Предметом детального рассмотрения на вебинаре станут микрофоны, их топологии применения и возможности. Вы услышите о новых мультирежимных широкодиапазонных микрофонах с нижним портом и PDM-интерфейсом для систем с батарейным питанием.

Подробнее

STM32L562E-DK – первая отладочная платформа ST на ядре ARM Cortex-M33

STMicroelectronics представляет демонстрационно-отладочную платформу на базе ядра Cortex-M33 – STM32L562E-DK. Данная платформа основана на микроконтроллере нового семейства – STM32L5. STM32L562E-DK позволяет разработчику в полной мере раскрыть и опробовать новые возможности микроконтроллеров STM32L5 с тщательно проработанным функционалом для обеспечения высокого уровня безопасности и защиты.

Подробнее

Приветствую всех, я очередной изобретатель велосипеда.

Требуется измерять постоянный и переменный ток и напряжение в диапазоне от 0 В до 14 кВ при токе до 0,24 А.  С измерением напряжения всё вроде как понятно - делитель напряжения. Но вот как измерить ток? Трансформатор тока - не плохой вариант, на крайний случай годится. Но для включения в цепь с таким напряжением он будет иметь не малые размеры и вес. Использовать шинный трансформатор тока на меньшее напряжение, при условии что вместо шины через него будет пропущен провод с высоким напряжением - было бы хорошо. Но совершенно не понятно можно ли так делать. Например в РЭ на трансформатор ТШП-0,66 есть такая фраза:

Цитата

"Допускается использование трансформаторов тока ТШП-0,66 и ТШП-0,66-I в электрических цепях на номинальное напряжения выше 0,66 кВ, при условии, что главная изоляция между шиной или токопроводящими жилами кабеля и вторичной обмоткой трансформаторов обеспечивается собственной изоляцией шины или кабеля."

Непонятно на сколько выше напряжение допускается. 1 кВ, 10 кВ или можно даже 750 кВ... Использовать датчик тока на основе эффекта Холла - та же проблема что и с трансформатором тока на низкое напряжение. Нигде не нашёл информацию о максимально допустимом напряжении. А как быть с постоянным током? Сюда даже трансформатор тока не подключиш.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тест уровня кондуктивной помехи электронного устройства

Электромагнитная совместимость (ЭМС) является важным параметром электронных устройств, особенно это актуально в современном мире, насыщенном разнообразными гаджетами. Специалисты компании Mornsun подготовили видеоролик по тестированию одной из составляющих ЭМС – кондуктивной помехи.

Подробнее

Имеется в виду, при напряжении в измеряемой цепи выше 0,66 кВ, собственная изоляция трансформатора уже не учитывается и проводник (шина) этой цепи должен иметь соответствующую изоляцию, выдерживающую это самое напряжение (как для прямого прикосновения к ней).
Аналогично и с датчиком Холла - обеспечьте качественную, выдерживающую ваши 14 кВ, изоляцию корпуса и вторичных цепей датчика от измеряемой цепи и измеряйте на здоровье.

зы. При постройке делителя для измерения напряжения обратите внимание на максимально допустимое напряжение на выводах резисторов - этот параметр тоже надо учитывать - набирать длинные "гирлянды" либо использовать высоковольтные резисторы.

Edited by Dr. West

"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 08.02.2019 в 11:53, NV64 сказал:

Сюда даже трансформатор тока не подключишь.

Измерение тока при напряжениях выше 2...5 кВ совсем не тривиальная задача. Тем более, что ток всего 240 мА и, наверное, нужна какая то адекватная точность, а не показометр плюс-минус 50%.

Сам измеритель ничего особенного из себя не представляет - обычное измерение падения на шунте.

Датчик Холла при таком токе не обеспечит той самой вменяемой точности, поскольку самый чувствительный из широко распространенных имеет чувствительность 10 Ампер на полную шкалу. Двухполярные - 5 А на полшкалы, что тоже самое... А кроме того, изоляция этих датчиков не рассчитана на 14 кВ, значит его применение НИЧЕГО НЕ РЕШАЕТ.

Из всего этого следует, что ОСНОВНОЙ ЗАДАЧЕЙ является создание изолированного источника питания с допустимым напряжением между сторонами порядка 20 кВ. На изолированной стороне делают обычный  ЦИФРОВОЙ измеритель тока на МК с АЦП для измерения падения напряжения на токовом шунте и передаче данных на холодную сторону по оптоволокну или просто по открытому оптоканалу (ИК светодиод - ИК фототранзистор). Причем конструкция оптоканала так же должна выдерживать оные 20 кВ.

Вот собственно и все....

Есть готовые оптоизоляторы для цифровых шин на 7,5 кВ. Они стоят как самолет. Так что за готовыми интегральными решениями даже не рыпайтесь...

 

В 08.02.2019 в 11:53, NV64 сказал:

Нигде не нашёл информацию о максимально допустимом напряжении.

Даладна!!! :crazy: Один из ОСНОВНЫХ параметров даташита на подобные устройства - допустимое напряжение изоляции.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 09.02.2019 в 08:21, Dr. West сказал:

обеспечьте качественную, выдерживающую ваши 14 кВ, изоляцию корпуса и вторичных цепей датчика от измеряемой цепи и измеряйте на здоровье.

Спасибо что подтвердили мою мысль, я так и думал. Но всё таки почему производители не пишут конкретно об этом. Что нибудь типа такого "при соблюдении соответствующей изоляции токоведущей жилы максимальное напряжение не ограничено"

В 09.02.2019 в 08:21, Dr. West сказал:

обратите внимание на максимально допустимое напряжение на выводах резисторов

С делителем проблем не должно быть т.к. планируется использовать готовое решение. Но если придётся делать самому, обязательно учту. В книге "Измерения на высоком напряжении"  рекомендуется гирлянду резисторов в масло поместить даже)

В 10.02.2019 в 08:57, my504 сказал:

Измерение тока при напряжениях выше 2...5 кВ совсем не тривиальная задача. Тем более, что ток всего 240 мА и, наверное, нужна какая то адекватная точность, а не показометр плюс-минус 50%.

Именно так

В 10.02.2019 в 08:57, my504 сказал:

А кроме того, изоляция этих датчиков не рассчитана на 14 кВ

Изоляция будет обеспечена токоведущей жилой. Заявлено 25 кВ.

В 10.02.2019 в 08:57, my504 сказал:

ОСНОВНОЙ ЗАДАЧЕЙ является создание изолированного источника питания с допустимым напряжением между сторонами порядка 20 кВ

Т.е. можно взять блок питания сетвой 220 V AC - 12 V DC (для питания амперметра и опторазвязки), какой нибудь амперметр с RS485, шунт и опторазвязку. Шунт включить последовательно в высоковольтную цепь. Всё это дело изолировать от остальной части и с помощью опторазвязки получать данные?

В 10.02.2019 в 08:57, my504 сказал:

Даладна!!! :crazy: Один из ОСНОВНЫХ параметров даташита на подобные устройства - допустимое напряжение изоляции.

Я имел ввиду не напряжении изоляции, а напряжение при котором может производится измерение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Наилучшую развязку даст радиоканал,  номенклатура готовых модулей приема/передачи достаточно обширная,  а запитать устройство можно от литиевого аккумулятора , вам же не 24/7 надо измерять.  Достаточно иметь несколько сменных батарей и контролировать их разряд. Устройство будет работать под потенциалом высоковольтной цепи, никаких связей с остальной схемой иметь не будет . Для любительского устройства вполне реальный способ, для промышленного , уже будут нюансы.  

Есть готовые решения в виде выносных токоизмерительных клещей мультиметров, но у них разрешение низкое. 

Edited by E_C_C

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, E_C_C сказал:

Наилучшую развязку даст радиоканал

Что то мне подсказывает что при таком напряжении будут большие помехи, и радиоканал работать не будет.

8 минут назад, E_C_C сказал:

запитать устройство можно от литиевого аккумулятора , вам же не 24/7 надо измерять.

Да, хороший вариант. Правда придётся заморочиться с контролем заряда батарей при выключенном высоком напряжении. Хотя тогда пропадает смысл физической развязки... Но всё таки чем плох вариант с сетевым источником питания AC/DC? При условии что заземление источника обязательно будет.

14 минуты назад, E_C_C сказал:

для промышленного , уже будут нюансы

Задача в принципе не самая простая. Но решать как то надо)

15 минут назад, E_C_C сказал:

Есть готовые решения в виде выносных токоизмерительных клещей мультиметров, но у них разрешение низкое.

Да, насколько мне известно у них предел измерения начинается с десятков ампер.

Share this post


Link to post
Share on other sites
39 минут назад, NV64 сказал:

чем плох вариант с сетевым источником питания AC/DC?

Пробивным напряжением, обмотки трансформатора, оптрона в обратной связи, конденсаторов цепи защиты от помех. Расстоянием между проводниками на печатной плате , и пр.

 

41 минуту назад, NV64 сказал:

Что то мне подсказывает что при таком напряжении будут большие помехи, и радиоканал работать не будет.

Помехи бывают от искровых разрядов, ток и напряжения сами по себе сильных помех не дадут.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 08.02.2019 в 15:53, NV64 сказал:

Требуется измерять постоянный и переменный ток и напряжение в диапазоне от 0 В до 14 кВ при токе до 0,24 А.................Непонятно на сколько выше напряжение допускается. 1 кВ, 10 кВ или можно даже 750 кВ... Использовать датчик тока на основе эффекта Холла - та же проблема что и с трансформатором тока на низкое напряжение. Нигде не нашёл информацию о максимально допустимом напряжении. А как быть с постоянным током? Сюда даже трансформатор тока не подключиш.

По мне, так слишком много неопределённости. @NV64 вы бы определились в параметрах и конструктиве. Кст, еще один вопрос - это будет промышленная разработка или одиночный опытный экземпляр для себя? А бюджет?

Пока мне видится вариант раздельной конструкции со связью (в обе стороны) по оптоканалу по ИК. На высокой стороне полностью автономный блок с питанием от аккумулятора. С другой стороны, обычный ИК порт к компу. И измерения любые можно организовать и контроль аккумуляторов и тп и тд. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
33 минуты назад, DoG70 сказал:

вы бы определились в параметрах и конструктиве

На данный момент прорабатывается возможность изготовления, рассматриваются различные варианты. Отпала необходимость мерить постоянное напряжение и ток, что несколько облегчает задачу.

39 минут назад, DoG70 сказал:

еще один вопрос - это будет промышленная разработка или одиночный опытный экземпляр для себя?

Промышленная разработка.

37 минут назад, DoG70 сказал:

На высокой стороне полностью автономный блок с питанием от аккумулятора.

Требуется питание от сети. Аккумулятор не подходит.

На данный момент для измерения тока самым подходящим видится трансформатор ТОП-0,66. Можно подобрать с соотношением на первичной и вторичной обмотках 1 к 1. Т.е. при 1 А на первичной обмотке будет 1 А на вторичной обмотке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

если высокое напряжение относительно корпуса(общего провода) то нет никаких проблем поставить измеритель тока в цепи провода, который соединяет с общим


все гениальное просто. чем проще тем надежнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, NV64 сказал:

Изоляция будет обеспечена токоведущей жилой. Заявлено 25 кВ.

Причем тут токоведущая жила с ее изоляцией, когда для датчика тока на Холле есть допустимое напряжение между шиной через которую течет измеряемый ток и электронной частью, которая будет иметь потенциал близкий к нулевому?

Для подобных датчиков тока изоляция рассчитана примерно на 5 кВ. То есть такой датчик не решает ни задачу изоляции, ни задачу измерения тока с определенной точностью.

Share this post


Link to post
Share on other sites

my504, В сторону датчиков на эффекте Холла  я больше не смотрю.

Edited by NV64
более точное описание

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, NV64 сказал:

Т.е. можно взять блок питания сетвой 220 V AC - 12 V DC

Нельзя. Напряжение на измеряемом проводе будет приложено к изоляции этого БП. Таких стандартных БП нет. Его и нужно разработать. Основная проблема - разнос первичной и вторичной обмоток. Это потребует намотки первички и вторички на разных кернах магнитопровода с одновременной изоляцией самого магнитопровода. 20 кВ - это очень серьезное напряжение, особенно если речь идет об обсуждаемом токе. Это соответствует мощности источника измеряемого тока порядка 3,5 кВт минимум. Пробой будет с фейерверком.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@NV64 приведите принципиальную схему(можно упрощенную) вашего устройства


все гениальное просто. чем проще тем надежнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Её нет ещё. Планируется что то типа такого:

1) Высоковольтный блок. В нём трасформатор повышающий + ЛАТР.

2) Низковольтный блок. Управление ЛАТРом + вольтметр и амперметр.

Share this post


Link to post
Share on other sites
54 минуты назад, NV64 сказал:

Планируется что то типа такого:

так вы нарисуйте сначала

1 час назад, v1ct0r сказал:

схему(можно упрощенную) вашего устройства

а потом можно о чем то говорить


все гениальное просто. чем проще тем надежнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, v1ct0r сказал:

если высокое напряжение относительно корпуса(общего провода) то нет никаких проблем поставить измеритель тока в цепи провода, который соединяет с общим

5c615ec1a3abc_.JPG.de0aa9b44a30d0e3ef04ecd2a5c28521.JPG


все гениальное просто. чем проще тем надежнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, NV64 сказал:

В нём трасформатор повышающий + ЛАТР.

ЛАТР на 3,5 кВт? :lol:

Вы элементарный расчет по мощности делали?

Обычный ЛАТР имеет габаритную мощность порядка 150...200 Ватт. То есть даже без учета КПД ток высоковольтного выхода будет не более 200 Вт/14000 В=14 мА

Share this post


Link to post
Share on other sites

ну вы малость "преувеличиваете"

Обычный ЛАТР (0-250в) на 2 ампера даст ток до 35 ма, а 9 амперный  до 160 ма

но я сильно сомневаюсь, что @NV64 действительно нужны такие токи на 14000 вольт

я думаю на порядок точно меньше, а может и на два


все гениальное просто. чем проще тем надежнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 минут назад, v1ct0r сказал:

Обычный ЛАТР (0-250в) на 2 ампера

Обычный ЛАТР при токе нагрузки 2 ампера просаживается так, что при входном 220 на выходе и 200 не получить при самом высоком выходном. Такшта эти 2 ампера - чиста для не сгореть синим пламенем, а не для нагрузки.

Что касается автора темы, то нужно еще выяснить что является таргетом - ток 240 мА или что то другое. А то человек потратит время почем зря...

Share this post


Link to post
Share on other sites

В былинные времена кинескопных телевизоров накал высоковольтного кенотрона делали довольно просто: через ферритовый сердечник трансформатора ТВС продевали 1 виток провода в высоковольтной изоляции.
Накал там прямой,  так что виток под полным анодным напряжением кинескопа. 
Вроде ничего не должно помешать это повторить сегодня - сердечник ТВС довольно здоровенный, обмотки по нему разнесутся далеко.
А обмен информацией с амперметром на МК, как тут уже писали - по оптике. Шикарная идея на самом деле.
Я знаю лазерный аппарат, который при работе использует разряд от батареи конденсаторов в 40 кВ - так в нём всё внутреннее управление оптическими линиями выполнено.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения


  • Блок питания 12В для светодиодных лент, 18-100 Вт

  • Similar Content

    • By Артём Абалян
      Подскажите новичку, как измерить мультиметром сопротивление сабвуфера. У меня саб с двумя катушками, как подсоединять провода между катушками при их измерении. Если можно, то подробно
    • By Юра Козак
      По своей тупости я измерил мультиметром ut61b заряженный конденсатор.  Подскажите пожалуйста как отремонтировать, потому что показывает одно и то же значение.  Заранее благодарю.
    • By Des 1
      Задался вопросом , до какой частоты способен измерять китайский мультиметр типа dt830 .В инструкции сказано , что 50 60 герц ,но измерение на других частотах разве  не должно сильно изменяться? Внутри этого прибора стоит простенький выпрямитель  на диоде после которого ацп измеряет напряжение и умножает на 2 корень из 2. попробовал подать сигнал с генератора напряжение с частотой от 50 герц до 20 кгц. показания оставались стабильными. Вопрос можно ли эти показания назвать корректными?
    • By ФОТОН
      Здравствуйте, купил я мультиметр Unit ut890c+. И сразу, при первом включении заметил, что изнутри мультиметра идёт писк.  Очень тонкий, еле слышный. Можно ли это считать как брак? Хотя вряд-ли от китайцев добьешься чего-либо. Я его разобрал, осмотрел плату, и нашёл перемкнутые  припоем ножки на микрочипе. Я это устранил, но писк не пропал. Ещё заметил, что в режиме милливольты, при вынутых щупах не ноль на экране, а цифры бегают. Выдает растущие показания. Где то до DC -30 милливольт доходило. 
      https://youtu.be/MPBtxL15s4Q
    • By Лёха58
      Делюсь своим удачным опытом ремонта мультиметра DT890B+. 
      Из клемм измерения ёмкости были выведены провода, случайно коснулись шасси усилителя во время измерения тока покоя оного - и вот, мультиметр погас. Из уважения к 10-летнему, потрепанному жизнью прибору,  решил - надо оживить. Да и поколхозить я люблю.   Замена АЦП на дип версию меня не прельщала. Поэтому решил попробовать это:
      ICL7106CM44 QFP44 с Ali     (Intersil)
      Получилось , даже, симпатишно 


      Ещё фото:
      Плата - переходник. (не совсем точно совпала, но запаял без проблем. Выводы по углам слегка загнуть)
      icl7106 cm44.lay
       
      Всем удачи и бобра!
×
×
  • Create New...